太阳能电池器件及其制备方法技术

一种太阳能电池器件，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩与6,6-苯基-C61-丁酸甲酯的混合物，所述中间层的材料包括富勒烯衍生物及分散在富勒烯衍生物中的空穴传输材料，所述富勒烯衍生物选自[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯、足球烯及碳70中的至少一种。该太阳能电池器件的能量转换效率较高。此外，还提供了一种太阳能电池器件的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种太阳能电池器件，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩与6,6-苯基-C61-丁酸甲酯的混合物，所述中间层的材料包括富勒烯衍生物及分散在富勒烯衍生物中的空穴传输材料，所述富勒烯衍生物选自-苯基-C71-丁酸甲酯、-苯基-C61-丁酸甲酯、足球烯及碳70中的至少一种。该太阳能电池器件的能量转换效率较高。此外，还提供了一种太阳能电池器件的制备方法。【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
太阳能电池器件由于具有廉价、清洁、可再生等优点而得到了广泛的应用。目前常 用的太阳能电池器件结构包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、第一活性层、电子缓冲层及阴 极。第一活性层的激子分离产生空穴和电子后，空穴到达阳极，电子到达阴极，从而被电极 收集，形成有效的能量转换。目前，传统的太阳能电池的能量转换效率较低。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能量转换效率较高的。 一种太阳能电池器件，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第 二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩与 6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯的混合物，所述中间层的材料包括富勒烯衍生物及分散在富勒烯 衍生物中的空穴传输材料，所述富勒烯衍生物选自-苯基-C71- 丁酸甲酯、-苯 基-C61- 丁酸甲酯、足球烯及碳70中的至少一种，所述空穴传输材料选自2, 3, 5, 6-四 氟-7,7'，8,8'-四氰二甲基对苯醌、4,4'，4"-三（N-(l-萘基）-N-苯基氨基）三苯 胺、4,4'，4"-三（N-(2-萘基）-N-苯基氨基）三苯胺及4,4'，4"-三（N，N-2-苯基氨 基）三苯胺中的至少一种。 在优选的实施例中，所述中间层的厚度为10nm?50nm。 在优选的实施例中，所述中间层中所述富勒烯衍生物与所述空穴传输材料的质量 比 100:5 ?100:0.1。 在优选的实施例中，所述空穴缓冲层的材料为聚3, 4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸 盐的混合物。 在优选的实施例中，所述第一活性层及第二活性层中所述聚3-己基噻吩与所述 6, 6-苯基-C61_ 丁酸甲酯的质量比为1:0. 5?1:4。 一种太阳能电池器件的制备方法，包括以下步骤： 在阳极表面上旋涂制备空穴缓冲层； 在所述空穴缓冲层上旋涂含有聚3-己基噻吩及6, 6-苯基-c61-丁酸甲酯的溶液， 形成第一活性层； 将含有中间层材料的悬浮液旋涂在所述第一活性层表面制备中间层，所述中间层 材料包括富勒烯衍生物及分散在富勒烯衍生物中的空穴传输材料，所述富勒烯衍生物选自 -苯基-C71- 丁酸甲酯、-苯基-C61- 丁酸甲酯、足球烯及碳70中的至少一种， 所述空穴传输材料选自2, 3, 5, 6-四氟_7,7'，8, 8'-四氰二甲基对苯醌、4, 4'，4"-三 (N-(l-萘基）-N-苯基氨基）三苯胺、4,4'，4"-三（N-(2-萘基）-N-苯基氨基）三苯胺 及4, 4'，4"-三（N，N-2-苯基氨基）三苯胺中的至少一种； 在所述中间层表面旋涂含有聚3-己基噻吩及6, 6-苯基-c61-丁酸甲酯的溶液，形 成第二活性层；及 在所述第二活性层的表面依次蒸镀制备电子缓冲层及阴极。 在优选的实施例中，所述中间层中所述富勒烯衍生物与所述空穴传输材料的质量 比 100:5 ?100:0.1。 在优选的实施例中，所述中间层的厚度为10nm?50nm。 在优选的实施例中，旋涂制备中间层时，转速为2000rpm?8000rpm，时间为10 秒?60秒。 在优选的实施例中，所述含有中间层材料的悬浮液中，所述富勒烯衍生物的浓度 为 5mg/ml ?40mg/ml〇 上述，通过在第一活性层及第二活性层之间制备中 间层，提高太阳能电池器件的第一活性层及第二活性层的光吸收效率，从而提高光电转换 效率；由富勒烯衍生物与空穴传输材料的混合物形成中间层，富勒烯衍生物是富电子材料， 可提高电子的传输速率，使电子快速达到中间层，提高中间层收集电荷的效率，而空穴传输 材料具有较低的LUM0能级，其LUM0与第二活性层的HOMO比较接近，由于LUM0能级具有空 轨道，而HOMO能级是满轨道，HOMO能级上的载流子就可快速的进入到LUM0能级，因此，空 穴传输材料可提高空穴的注入效率，从而使空穴更快，更多的进入到中间层，提高中间层的 空穴收集效率，从而提高光电转换效率。 【专利附图】【附图说明】 图1为一实施例的太阳能电池器件的结构示意图； 图2为一实施例的太阳能电池器件的制备方法流程图； 图3为实施例1的太阳能电池器件及传统的太阳能电池器件的电流密度与电压关 系图。 【具体实施方式】 为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中 给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所 描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。 请参阅图1，一实施例的太阳能电池器件100包括依次层叠的阳极10、空穴缓冲层 20、第一活性层30、中间层40、第二活性层50、电子缓冲层60及阴极70。 阳极10为铟锡氧化物玻璃（ΙΤ0)、掺氟的氧化锡玻璃（FT0)，掺铝的氧化锌玻璃 (ΑΖ0)或掺铟的氧化锌玻璃（ΙΖ0)。 空穴缓冲层20形成于阳极10表面。空穴缓冲层20的材料为聚3, 4-二氧乙烯噻 吩（PED0T)与聚苯磺酸钠（PSS)的混合物。其中PED0T与PSS的质量比为2:1?6:1，优选 为3:1。空穴缓冲层20的厚度为20nm?80nm，优选为60nm。 第一活性层30形成于空穴缓冲层20表面。第一活性层30的材料为聚3-己基 噻吩（P3HT)与6, 6-苯基-C6「丁酸甲酯（PC61BM)的混合物。其中P3HT:PC61BM的质量为 1: 0· 5?1:4,优选为1:1。第一活性层30的厚度为100nm?300nm，优选为120nm。 中间层40形成于第一活性层30的表面。中间层40的材料包括富勒烯衍生物及 分散在富勒烯衍生物中的空穴传输材料。富勒烯衍生物选自_苯基-C71-丁酸甲 酯（P71BM)、_苯基-C61-丁酸甲酯（PC61BM)、足球烯（C6Q)及碳70 (C7Q)中的至少 一种。空穴传输材料选自2,3,5,6_四氟_7,7'，8,8'-四氰二甲基对苯醌（F4-TCNQ)、 4,4'，4"-三（N-(l-萘基）-N-苯基氨基）三苯胺（1T-NATA)、4,4'，4"-三（N-(2-萘 基）-N-苯基氨基）三苯胺（2T-NATA )及4, 4'，4 "-三（N，N-2-苯基氨基）三苯胺（ΝΑΤΑ ) 中的至少一种。富勒烯衍生物与空穴传输材料的质量比100:5?100:0. 1。中间层40的厚 度为10nm?50nm。 第二活性层50形成于中间层40的表面。第二活性层50的材料为聚3-己基噻吩 (P3HT)与6,6_苯基-C 61-丁酸甲酯（PC61BM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池器件，其特征在于，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3‑己基噻吩与6,6‑苯基‑C61‑丁酸甲酯的混合物，所述中间层的材料包括富勒烯衍生物及分散在富勒烯衍生物中的空穴传输材料，所述富勒烯衍生物选自[6,6]‑苯基‑C71‑丁酸甲酯、[6,6]‑苯基‑C61‑丁酸甲酯、足球烯及碳70中的至少一种，所述空穴传输材料选自2,3,5,6‑四氟‑7,7′,8,8′‑四氰二甲基对苯醌、4,4′,4″‑三(N‑(1‑萘基)‑N‑苯基氨基)三苯胺、4,4′,4″‑三(N‑(2‑萘基)‑N‑苯基氨基)三苯胺及4,4′,4″‑三(N,N‑2‑苯基氨基)三苯胺中的至少一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，黄辉，陈吉星，王平，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44