【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于吲哚和苯并噻二唑的杂化太阳能电池的制备方法,属于太阳能电池领域。
技术介绍
随着石油价格的大幅上涨和矿物资源的日益枯竭,太阳能由于取之不尽用之不竭、不受地域限制以及清洁安全等优点越来越受人们重视。基于光伏效应将太阳能转换为电能的太阳能电池是利用太阳能的主要途径之一。然而,目前商品化的太阳能电池基本上采用硅或无机化合物半导体作为活性层材料,制备工艺复杂、成本高。另一方面,以有机半导体材料作为活性层的太阳能电池虽然具有可溶液加工、可得到大面积柔性器件、成本较低等优点,但同时也存在着载流子迁移率低、吸光范围窄等缺陷,限制了其能量转换效率的提高。而有机半导体材料(主要为共轭聚合物)与无机半导体纳米晶体(ZnO、TiO2、CdS、CdSe和PbS量子点)的复合膜为活性层的有机无机杂化太阳能电池,综合了无机材料高迁移率和有机材料的可溶液加工等的优势,因此可以获得更高效率、低成本的太阳能电池。在现有杂化太阳能电池制备的技术中有利用可控的原位热沉淀方法配置杂化CdSNCs/P3HT薄膜,其方法就是将P3HT和Cd(S2COEt)2·(C5H5N)2溶于氯苯中获得混合溶液,然后经过旋涂沉淀过程,获得由金属磺酸盐前驱体和聚合物形成的复合膜随后经过退火处理过程,最终形成CdS/P3HT杂杂化膜。CdS/P3HT膜的纳米形态主要依赖热处理温度(150℃)。光电器件的性能主要由热处理温 ...
【技术保护点】
一种基于吲哚和苯并噻二唑的杂化太阳能电池,其特征为:包括6层,从上至下依次为:Pt层(1)、PEDOT:PSS层(2)、聚合物层(3)、TiO2层(4)、FTO层(5)、玻璃层(6)。
【技术特征摘要】
1.一种基于吲哚和苯并噻二唑的杂化太阳能电池,其特征为:
包括6层,从上至下依次为:Pt层(1)、PEDOT:PSS层(2)、聚
合物层(3)、TiO2层(4)、FTO层(5)、玻璃层(6)。
2.如权利要求1所述的一种基于吲哚和苯并噻二唑的杂化太阳
能电池,其特征为:制备方法的具体步骤为:
(1)将FTO透明导电玻璃依次用洗洁精水溶液、去离子水、丙
酮和异丙酮超声震荡15分钟后,烘干,再用氧等离子体处理15分
钟;
(2)在处理后的FTO透明导电玻璃表面刮涂TiO2,TiO2的厚
度为60nm,再用180℃-220℃的温度下干燥3小时;
(3)将干燥后的涂有TiO2的FTO玻璃上浸泡在用氯仿溶解的
聚合物溶液中,浸泡24小时以上,使得聚合物浸入TiO2中并且涂
覆在TiO2的表面,浸泡结束后用氯仿进行洗涤,干燥,得到活性层
材料;
(4)在活性层上旋涂聚PEDOT:PSS的水溶液,转速为
2000r/min,在140℃干燥五分钟;
(5)然后在真空蒸镀上一层100nm厚的铂作为电极,从而得
到一个完整的基于吲哚与苯并噻二唑的杂化太阳能电池原型器件。
3.如权利要求2所述的一种基于吲哚和苯并噻二唑的杂化太阳
能电池,其特征为:所述的洗洁精水溶液中,为洗洁精与水的体积
比为1:10。
4.如权利要求2所述的一种基于吲哚和苯并噻二唑的杂化太阳
能电池,其特征为:所述的PEDOT:PSS的水溶液中,PEDOT:PSS
为CAS:155090-83-8的质量浓度为1.3%-1.7%的水溶液,
\tPEDOT:PSS与乙醇的体积比为1:10。
5.如权利要求2所述的一种基于吲哚和苯并噻二唑的杂化太阳
能电池,其特征为:所述的聚合物溶液中的聚合物是采用双溴吲哚,
双溴苯并噻二唑与一种双锡单体通过Stille偶联共聚反应得到的,
将3.3mg的聚合物溶解到1ml氯仿溶液中得到聚合物溶液。
6.如权利要求5所述的一种基于吲哚和苯并噻二唑的杂化太阳
能电池,其特征为:
聚合物的合成:
氮气保护,避光条件下,称量0.1845g,0.415mmol双溴吲
哚和0.0428g,0.085mmol双溴苯并噻二唑于25mL两口烧瓶
中,0.5684g,0.5mmol双锡单体加入到反应烧瓶中,用20mL
注射器吸15mL已脱气60min的干燥甲苯于上述反应瓶中,将三
通和冷凝管搭于反应装置,使反应装置处于氩气环境中,再称取催
化剂9.1563mgPd2(dba)3,12.1743mgP(o-toly)3,79.49
mgCuO加入反应烧瓶中,保持110℃回流反应3天,三天后用
微量注射器注入封端剂39.50μL三丁基锡噻吩,4小时后同样方法
注入12.45μL的2-溴噻吩,继续回流反应过夜后自然冷却至室温,
经纯化处理后得红黑色固体0.21g,产率58.3%,即得到聚合物。
7.如权利要求5所述的一种基于吲哚和苯并噻二唑的杂化太阳
能电池,其特征为:
聚合物的合成:
氮气保护,避光条件下,称量0.1661g,0.375mmol双溴
吲哚和0.0827g,0.125mmol双溴苯并噻二唑于25mL两口烧
瓶中,0.5684g,0.5mmol双锡单体加入到反应烧瓶中,用20
mL注射器吸15mL已脱气60min的干燥甲苯于上述反应瓶中,
\t将三通和冷...
【专利技术属性】
技术研发人员:秦元成,李曼曼,谢宇,刘书强,聂超,
申请(专利权)人:南昌航空大学,
类型:发明
国别省市:江西;36
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