本发明专利技术属于有机半导体材料领域，其公开了一种聚合物太阳能电池及其制备方法；该太阳能电池包括依次层叠的阳极基底、空穴缓冲层、活性层、反射层、电子缓冲层和阴极层。本发明专利技术提供的聚合物太阳能电池，在活性层与电子缓冲层之间制备一层由低折射率材料制备的反射层，当光通过活性层被活性材料吸收时，部分没有被吸收的光会穿透活性层到达反射层，而当光线从高折射率材料组成的活性层到达反射层界面时，就会发生全反射，从而改善太阳能电池的光电转换效率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于有机半导体材料领域，其公开了；该太阳能电池包括依次层叠的阳极基底、空穴缓冲层、活性层、反射层、电子缓冲层和阴极层。本专利技术提供的聚合物太阳能电池，在活性层与电子缓冲层之间制备一层由低折射率材料制备的反射层，当光通过活性层被活性材料吸收时，部分没有被吸收的光会穿透活性层到达反射层，而当光线从高折射率材料组成的活性层到达反射层界面时，就会发生全反射，从而改善太阳能电池的光电转换效率。【专利说明】
本专利技术涉及有机半导体材料领域，尤其涉及。
技术介绍
1982年，Weinberger等研究了聚乙炔的光伏性质,制造出了第一个具有真正意义上的太阳能电池，但是当时的光电转换效率极低(10_3%)。紧接着，Glenis等制作了各种聚噻吩的太阳能电池，当时都面临的问题是极低的开路电压和光电转换效率。直到1986年，C.ff.Tang等首次将P型半导体和η型半导体引入到双层结构的器件中，才使得光电流得到了极大程度的提高，从此以该工作为里程碑，有机聚合物太阳能电池蓬勃发展起来。太阳能电池对太阳光的利用是影响能量转换效率的一个重要的因素，目前常用的方法是改变活性层材料的结构来增强其对太阳光的吸收率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于提供一种可以提高光电转化效率的聚合物太阳能电池。本专利技术的技术方案如下:一种聚合物太阳能电池，包括依次层叠的阳极基底、空穴缓冲层、活性层、反射层、电子缓冲层和阴极层；所述反射层的材料为聚苯乙烯。所述聚合物太阳能电池，其中，所述阳极基底为铟锡氧化物玻璃、掺氟氧化锡玻璃、掺铝的氧化锌玻璃或掺铟的氧化锌玻璃。所述聚合物太阳能电池，其中，所述空穴缓冲层的材料采用质量比为2:1-6:1的聚3，4- 二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合材料。所述聚合物太阳能电池，其中，所述活性层的材料为P3HT:PCBM、MDMO-PPV:PCBM或者MEH-PPV: PCBM的混合体系；其中，P3HT: PCBM混合体系中，P3HT: PCBM的质量比为 1:0.8-1:1 ；MDM0-PPV: PCBM 或者 MEH-PPV: PCBM 的混合体系中，MDMO-PPV: PCBM 或者MEH-PPV:PCBM 的质量比为 1:1-1:4。所述聚合物太阳能电池，其中，所述电子缓冲层的材料为氟化锂、碳酸锂或碳酸铯。所述聚合物太阳能电池，其中，所述阴极层为铝、银、金或钼。本专利技术还提供上述聚合物太阳能电池的制备方法，包括如下步骤:S1、先将阳极基底进行光刻处理，然后用洗洁精、去离子水、丙酮、乙醇、异丙醇各超声清洗15min，去除玻璃表面的有机污染物；S2、对清洗干净后的阳极基底进行氧等离子处理或UV-臭氧处理；S3、利用旋涂工艺，在步骤S2处理后的阳极基底上旋涂空穴缓冲层，待空穴缓冲层干后，在再空穴缓冲层表面旋涂活性层，待活性层烘干后在再活性层的表面旋涂制备反射层；其中，所述反射层的材料为聚苯乙烯；S4、利用蒸镀工艺，在活性层表面依次层叠蒸镀电子缓冲层和阴极层；待上述工艺步骤完成后，制得所述的聚合物太阳能电池。所述聚合物太阳能电池，其中，步骤S2中，所述氧等离子处理中，氧等离子处理时间为5-15min，功率为10-50W。所述聚合物太阳能电池，其中，步骤S2中，所述UV-臭氧处理中，UV-臭氧处理的时间为5-20min。本专利技术提供的聚合物太阳能电池，在活性层与电子缓冲层之间制备一层由低折射率材料制备的反射层，当光通过活性层被活性材料吸收时，部分没有被吸收的光会穿透活性层到达反射层，而当光线从高折射率材料组成的活性层到达反射层界面时，就会发生全反射，从而改善太阳能电池的光电转换效率。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的聚合物太阳能电池结构示意图；图2为实施例1制得的聚合物太阳能电池与对比例I制得的太阳能电池的电流密度与电压关系图；其中，曲线I为实施例1制得的聚合物太阳能电池的电流密度与电压曲线；曲线2为对比例I制得的太阳能电池的电流密度与电压曲线。【具体实施方式】本专利技术提供的一种聚合物太阳能电池，如图1所示，其结构包括依次层叠的阳极基底1、空穴缓冲层2、活性层3、反射层4、电子缓冲层5和阴极层6 ;其中，反射层4的材料为聚苯乙烯(PS)，属于低折射率材料，反射层的厚度为5-20nm。上述聚合物太阳能电池，其各功能层的材质和厚度如下:所述阳极基底I为铟锡氧化物玻璃(ΙΤ0)、掺氟氧化锡玻璃(FT0)、掺铝的氧化锌玻璃(AZO)或掺铟的氧化锌玻璃(IZO)；所述空穴缓冲层2的材质采用重量比为2:1-6:1的聚3，4_ 二氧乙烯噻吩(PEDOT)与聚苯酸盐(PSS)的混合材料(即PEDOT:PSS);优选PEDOT与PSS的质量比为6:1 ;所述空穴缓冲层2的厚度20-80nm，优选厚度为40nm ；所述活性层3的材料为P3HT: PCBM、MDMO-PPV: PCBM或者MEH-PPV: PCBM组成的混合体系；其中，P3HT:PCBM混合体系中，P3HT:PCBM的质量比为1:0.8-1:1 ；MDM0-PPV:PCBM或者MEH-PPV:PCBM的混合体系中，MDMO-PPV:PCBM或者MEH-PPV:PCBM的质量比为1:1-1:4 ;所述活性层3的厚度为80-300nm ;优选地，所述活性层3的材质为P3HT:PCBM混合体系，且P3HT与PCBM的质量比为1:0.8，厚度为200nm ;其中，P3HT:PCBM、MDM0_PPV: PCBM或者MEH-PPV: PCBM为高折射率材料；所述电子缓冲层5的材质为氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2CO3)或碳酸铯(Cs2CO3)，优选为LiF ;所述电子缓冲层5的厚度为0.5-10nm，优选厚度为Inm ；所述阴极层6的材质为铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或钼(Pt)，厚度为80_200nm，优选为Al,所述阴极层6的厚度为150nm。上述聚合物太阳能电池的制备方法，包括如下步骤:S1、先将阳极基底进行光刻处理，剪裁成所需要的大小，依次用洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇各超声15min，去除玻璃表面的有机污染物；S2、对清洗干净后的阳极基底进行氧等离子处理或UV-臭氧处理；其中，氧等离子处理时间为5-15min，功率为10-50W ；UV-臭氧处理时间为5_20min ；S3、利用旋涂工艺，在步骤S2处理后的阳极基底上旋涂空穴缓冲层，待空穴缓冲层干后，在再空穴缓冲层表面旋涂活性层，待活性层烘干后在再活性层的表面旋涂制备反射层；其中，反射层的材料为聚苯乙烯；S4、利用蒸镀工艺，在活性层表面依次层叠蒸镀电子缓冲层和阴极层；待上述工艺步骤完成后，制得所述的聚合物太阳能电池。上述聚合物太阳能电池的制备方法中，步骤S3中，空穴缓冲层的制备中，包括如下步骤:首先，将质量比为2:1-6:1的聚3，4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)与聚苯磺酸盐(PSS)溶于水配置成水溶液；其中，PEDOT与PSS占总溶于的质量分数为f 5% ；然后，将PED0T:PSS水溶液旋涂到阳极基底的阳极层上，随后在100-200°C下加热15-60min,并控制厚度在20_80nm左右，制得空穴缓冲层。所述空穴缓冲层中，优选PEDOT与PSS的质量比为6:1，PEDOT与P本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚合物太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠的阳极基底、空穴缓冲层、活性层、反射层、电子缓冲层和阴极层；所述反射层的材料为聚苯乙烯。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，王平，黄辉，张振华，
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，
类型：发明
国别省市：
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