【技术实现步骤摘要】
太阳能电池及其制备方法
本申请属于光电领域。具体而言，本申请涉及太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
当今社会，化石能源的不断消耗使人类面临能源短缺的危机，开发可再生能源迫在眉睫。太阳能作为一种绿色无污染、取之不尽用之不竭的清洁能源，可以满足人类不断增长的能源需求。因此，太阳能的利用引起了全世界的关注。相比无机硅晶太阳能电池，有机太阳能电池由于具有成本低、质量轻、可溶液加工、可制成柔性器件、可大面积印刷制备等优点，成为最具潜力的光伏器件之一。经过近些年的发展，单结有机太阳能电池的能量转换效率已经超过14％，但是，单一活性层的吸收光谱范围较窄，导致大部分的太阳光没有被利用。而将两结或者多结具有互补吸收光谱的活性层材料串联成叠层器件，可以有效地拓宽了器件对太阳光的吸收光谱，克服单结太阳能电池的缺陷，从而进一步提高有机太阳能电池的能量转换效率。在理想的情况下，连接层没有电势损失，串联结构的叠层器件的开路电压等于各子电池的开路电压之和；而整个器件的短路电流密度则取决于子电池中短路电流密度较小的数值。因此，制备高效的叠层太阳能电池，需要选择具有良好的光电转换性能且吸收光谱互补的子电池活性层材料，从而实现高的短路电流密度；另外，需要选择恰当的连接层材料连接各子电池，使电子和空穴在连接层处有效复合，实现各子电池之间的欧姆接触。近年来发展的基于非富勒烯受体的太阳能电池具有诸多独特的优点，通过分子能级的调控，非富勒烯受体材料能够与高效率的给体材料的HOMO和LUMO能级实现较好的匹配，从而促进激子的分离与传输。同时，在保...
【技术保护点】
1.太阳能电池，其包括第一电池活性层和第二电池活性层，其中所述第一电池活性层和所述第二电池活性层两者中之一包含受体材料F-M，并且两者中另一活性层包含选自以下的受体材料：O6T-4F、PC
【技术特征摘要】
1.太阳能电池，其包括第一电池活性层和第二电池活性层，其中所述第一电池活性层和所述第二电池活性层两者中之一包含受体材料F-M，并且两者中另一活性层包含选自以下的受体材料：O6T-4F、PC71BM中的任意一种或它们的组合。
2.如权利要求1所述的复合材料，其中：
任选地，所述太阳能电池为双结或多结太阳能电池；
任选地，所述另一活性层包含O6T-4F和PC71BM；
任选地，所述第一电池活性层和所述第二电池活性层进一步包含至少一种给体材料，并且任选地，所述第一电池活性层中的给体材料和所述第二电池活性层中的给体材料各自独立地选自PBDB-T、PBDB-TF、PTB7-Th、J52-2F、PDBT-T1中的任意一种或它们的任意组合；
任选地，所述第一电池活性层和所述第二电池活性层两者中包含F-M的活性层中的给体材料选自PBDB-T、PBDB-TF、J52-2F、PDBT-T1中的任意一种或它们的组合，并且所述另一活性层中的给体材料选自PTB7-Th；
任选地，所述第一电池活性层和所述第二电池活性层两者中包含F-M的活性层中的给体材料选自PBDB-T，并且所述另一活性层中的给体材料选自PTB7-Th；
任选地，在所述包含F-M的活性层中，给体材料：F-M的质量比为1:0.6-1.4，或1:0.8-1.2；
任选地，在所述另一活性层中，给体材料：O6T-4F：PC71BM的质量比为1：0-1.5：0-1.5；
任选地，所述第一电池活性层和所述第二电池活性层两者中包含F-M的活性层作为前电池活性层，并且所述另一活性层作为后电池活性层。
3.如权利要求1或2所述的复合材料，其中：
任选地，所述太阳能电池进一步包括阴极、阴极修饰层、界面修饰层、空穴收集层、电子收集层、阳极修饰层和阳极中的一种以上结构；
任选地，所述阴极作为导电基底，或者所述阳极作为导电基底；
任选地，当阴极作为导电基底时，所述阳极包含金属；
任选地，当阳极作为导电基底时，所述阴极包含金属；
任选地，所述金属选自银、金、铝中的任意一种或它们的任意组合；
任选地，导电基底的材质选自氧化铟锡ITO、掺氟氧化锡FTO中的任意一种或它们的组合。
任选地，所述阴极修饰层包含金属氧化物，并且任选地，所述金属氧化物选自ZnO、TiO2和SnO2中的任意一种或它们的任意组合；
任选地，所述界面修饰层包含导电聚合物，并且任选地，所述导电聚合物选自PFN-Br和PFN中的任意一种或它们的组合；
任选地，所述空穴收集层包含MoO3、WO3、中性PDEOT、以及聚3,4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐PEDOT:PSS中的任意一种或它们的任意组合；
任选地，所述电子收集层包含氧化锌纳米粒子、PFN、TiO2中的任意一种或它们的任意组合；
任选地，所述阳极修饰层包含MoO3、V2O5或WO3中的任意一种或它们的任意组合。
4.如权利要求3所述的复合材料，其中：
任选地，所述太阳能电池包括依次层叠的如下结构：导电阴极基底、阴极修饰层、界面修饰层、所述第一电池活性层和第二电池活性层两者中包含F-M的活性层、空穴收集层、电子收集层、所述另一活性层、阳极修饰层和阳极；
任选地，所述太阳能电池包括依次层叠的如下结构：导电阴极基底、阴极修饰层、界面修饰层、前电池活性层、空穴收集层、电子收集层、后电池活性层、阳极修饰层和阳极；
任选地，所述导电阴极基底的材质选自氧化铟锡ITO；
任选地，所述阴极修饰层包含ZnO纳米粒子；
任选地，所述界面修饰层包含PFN-Br；
任选地，所述前电池活性层包含PBDB-T和F-M；并且任选地，PBDB-T：F-M的质量比为1:0.6-1.4，或1:0.8-1.2；
任选地，所述空穴收集层包含聚3,4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐PEDOT:PSS；
任选地，所述电子收集层包含氧化锌纳米粒子；
任选地，所述后电池活性层包含PTB7-Th、O6T-4F和PC71BM；并且任选地，PTB7-Th：O6T-4F：PC71BM的质量比为1：0-1.5：0-1.5；
任选地，所述阳极修饰层包含MoO3；
任选地，所述阳极包含银；
任选地，所述阴极修饰层的厚度为约10nm-约40nm、或约15nm-约30nm；
任选地，所述界面修饰层的厚度为约5nm-约15nm、或约8nm-约12nm；
任选地，所述第一电池活性层和第二电池活性层中包含F-M的活性层的厚度为约120nm-约200nm、或约140nm-约160nm；
任选地，所述空穴收集层的厚度为约40nm-约65nm、或约45nm-约55nm；
任选地，所述电子收集层的厚度为约15nm-约50nm、或约15nm-约30nm；
任选地，所述另一活性层的厚度为约90nm-约120nm、或约100nm-约115nm；
任选地，所述阳极修饰层的厚度为约3nm-约15nm、或约5nm-约10nm；
任选地，所述阳极的厚度为约65nm-约120nm、或约70nm-约100nm。
5.太阳能电池的制备方法，所述太阳能电池包括第一电池活性层和第二电池活性层，其中所述第一电池活性层和所述第二电池活...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈永胜，孟令贤，万相见，李晨曦，张雅敏，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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