CN100587997C - 一种叠层结构聚合物薄膜太阳能电池 - Google Patents
一种叠层结构聚合物薄膜太阳能电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100587997C CN100587997C CN 200810050656 CN200810050656A CN100587997C CN 100587997 C CN100587997 C CN 100587997C CN 200810050656 CN200810050656 CN 200810050656 CN 200810050656 A CN200810050656 A CN 200810050656A CN 100587997 C CN100587997 C CN 100587997C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- pcbm
- nanometer
- ito
- p3ht
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 44
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 102
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 69
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 11
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 10
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 9
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 8
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 claims description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 6
- JEDHEMYZURJGRQ-UHFFFAOYSA-N 3-hexylthiophene Chemical compound CCCCCCC=1C=CSC=1 JEDHEMYZURJGRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 claims description 4
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 claims description 4
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 claims 2
- 229910003087 TiOx Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N tioxidazole Chemical compound CCCOC1=CC=C2N=C(NC(=O)OC)SC2=C1 HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 17
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 5
- 238000013087 polymer photovoltaic Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 abstract 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract 1
- MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N [60]pcbm Chemical compound C123C(C4=C5C6=C7C8=C9C%10=C%11C%12=C%13C%14=C%15C%16=C%17C%18=C(C=%19C=%20C%18=C%18C%16=C%13C%13=C%11C9=C9C7=C(C=%20C9=C%13%18)C(C7=%19)=C96)C6=C%11C%17=C%15C%13=C%15C%14=C%12C%12=C%10C%10=C85)=C9C7=C6C2=C%11C%13=C2C%15=C%12C%10=C4C23C1(CCCC(=O)OC)C1=CC=CC=C1 MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 121
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 49
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 40
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 32
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 29
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 29
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 26
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 17
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 16
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 16
- 239000010408 film Substances 0.000 description 16
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 16
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 13
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 13
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 5
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 4
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 229920000109 alkoxy-substituted poly(p-phenylene vinylene) Polymers 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000013086 organic photovoltaic Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明为叠层结构聚合物太阳能电池。包括基板、阳极层、阳极修饰层、第一活性层、阴极修饰层和阴极层；还有电子传输层、金属层和空穴传输层组成的中间电极；中间电极由透光率较高的n型金属氧化物电子传输层和p型金属氧化物的空穴传输层组成，在两种金属氧化物中间引入一层薄的金属实现电子和空穴的有效复合。叠层电池中的上下两个子电池的活性层可为相同或不同的共轭聚合物混合物。叠层太阳能电池开路电压为上下两子电池开路电压之和，实现了两个聚合物光伏电池的串联连接。这种复合中间电极结构可以应用于吸光范围不同的共轭聚合物材料作为活性层的叠层器件中，从而使整个电池的光吸收更好地与太阳光光谱匹配，提高能量转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种叠层结构聚合物薄膜太阳能电池。
背景技术
有机/共轭聚合物薄膜太阳能电池具有无机太阳能电池所无法比拟的优点，如：可制备在柔软的衬底上；可以在连续印刷过程中实现工业化大生产；同无机硅电池相比生产成本可大幅度下降；有重要的生态和经济上的优势。但是，共轭聚合物材料通常具有较窄的吸收谱带，与太阳光光谱不匹配导致吸收光的效率较低。另外，即使能量高于共轭聚合物带隙的光子能够被全部吸收，处于高激发态的激子要以释放热的方式回到最低激发态实现电荷分离，这样很多能量就被损失掉。因此采用吸光范围不同的共轭聚合物材料制备叠层太阳能电池就可以解决这一问题，提高光伏电池的能量转换效率。
所谓叠层太阳能电池就是将两个或多个太阳能电池在垂直基底的方向叠加起来，子电池之间采用透明导电的电极以串联或并联的方式连接。通过选择相同或不同的共轭聚合物材料作为子电池的光敏层实现对入射光的高效吸收或更大程度地覆盖整个太阳光光谱，提高有机/聚合物光伏电池的能量转换效率。
目前报道叠层聚合物薄膜光伏电池又以下两种。一种为透明的LiF(1nm)/Al(2.5nm)/Au(12.5nm)电极将两个以MEH-PPV:PCBM为活性层的子电池分别用串联和并联的方式连接，实现了聚合物太阳能电池的叠加(Applied Physics Letters 2006，88，064104)。另一种叠层电池采用吸光范围不同的共轭聚合物材料分别作为叠层电池的上下两个子电池活性层，采用氧化钛/聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)(TiOx/PEDOT)作为中间电极制备了叠层结构共轭聚合物光伏器件，能量转换效率达6.2％，是目前报道的能量转换效率最高的聚合物薄膜太阳能电池(Science2007，317，222)。
发明内容
本发明提供一种叠层结构聚合物太阳能电池。利用该结构实现叠层结构聚合物太阳能电池，提高光伏电池的性能。该结构主要用于旋涂方法制备的聚合物材料的叠层太阳能电池。
本发明提供的一种叠层结构聚合物太阳能电池，其发明点就是中间电极结构和使用的材料，其结构如图1所示：
1是基板，材料为玻璃或塑料层；
2是铟锡氧化物(ITO)阳极层，厚度为180纳米；
3是阳极修饰层，采用聚噻吩衍生物聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)(PEDOT)掺杂聚苯乙烯磺酸(PSS)，其中PEDOT与PSS的重量比为1比6，该阳极修饰层厚度为20-100纳米；
4是第一活性层，为共轭高分子材料和富勒烯衍生物的共混物，其中优选共轭高分子材料聚3-己基噻吩(P3HT)作为电子给体，富勒烯衍生物[6，6]-2-苯基C61-2-丁酸甲脂(PCBM)作为电子受体，其中，PCBM的质量占P3HT和PCBM总质量的40-80％，利用氯苯溶解并旋涂成膜，溶液浓度为10-20mg/ml，厚度为50-150纳米；
5是电子传输层，其材料为n型金属氧化物TiOx、ZnO和SnO2至少一种，厚度为10-50纳米；
6是金属层，其材料为金属铝、银和金至少一种，厚度为2-10纳米；
7是空穴传输层，其材料为p型金属氧化物MoO3和WO3至少一种，厚度为5-20纳米；
所述的电子传输层5、金属层6和空穴传输层7共同构成聚合物叠层太阳能电池的中间电极。
8是第二活性层，为共轭高分子材料和富勒烯衍生物的共混物，其中共轭高分子材料聚3-己基噻吩(P3HT)作为电子给体，富勒烯衍生物[6，6]-2-苯基C61-2-丁酸甲脂(PCBM)作为电子受体，PCBM的质量由P3HT和PCBM总质量的40-80％，利用氯苯溶解并旋涂成膜，溶液浓度为10-20毫克/毫升，厚度为50-150纳米；
9是阴极修饰层，其材料为LiF、CsF和CaO至少一种，厚度为1-3纳米；
10是阴极层，其材料为金属铝、银和钙至少一种，厚度为60-200纳米。
本发明的叠层聚合物太阳能电池的制备步骤和条件如下：
(1)ITO阳极层2与玻璃基板1组成ITO导电玻璃；将刻蚀好的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干，放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头，按配比将PEDOT和PSS溶液均匀涂满整个片子，通过调节旋涂机旋转速度1200-5000转每分钟，使PEDOT和PSS在ITO阳极层2的表面上形成一层20-100纳米厚的薄膜，作为阳极修饰层3，放入120℃的烘箱内加热30分钟；
(2)将步骤(1)烘好的涂有阳极修饰层3的ITO导电玻璃转移到手套箱中，冷却后放置在旋涂机托架上，按配比把搅拌好的P3HT和PCBM的混合溶液通过过滤头均匀涂在该ITO导电玻璃上，通过调节旋涂机转速500-1000转每分钟，在阳极修饰层3上得到50-150纳米的第一层活性层4；
所述的搅拌好的P3HT和PCBM混合溶液中，PCBM的质量占P3HT和PCBM总质量的40-80％；该混合溶液的制备方法如下：以氯苯为溶剂，浓度为10-20毫克/毫升，PCBM的质量占P3HT和PCBM总质量的40-80％，在60℃加热搅拌3小时，停止加热，继续搅拌12小时；
(3)把涂有一层活性层4的该ITO导电玻璃用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的电子传输的n型氧化物通过过滤头均匀的涂在P3HT和PCBM构成的薄膜的活性层4上，通过调节旋涂机转速1500-3000转每分钟，得到10-50纳米厚的电子传输层5；将涂完电子传输层5的该ITO导电玻璃再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上于150℃加热10分钟，去除电子传输层5中的溶剂；冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发2-10纳米厚的金属层6，然后再蒸发5-20纳米厚的p型金属氧化物，形成空穴传输层7；
(4)将步骤(3)的制得品取出后放入手套箱中的旋涂机托架上，把搅拌好的浓度为10-20毫克/毫升、PCBM的质量占P3HT和PCBM总质量的40-80％的上述混合溶液，通过过滤头均匀涂在穴传输层7上，通过调节旋涂机转速500-1000转每分钟，在穴传输层7上得到50-150纳米的第二层活性层8；
(5)最后，将步骤(4)得到的制得品放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发1-3纳米厚的阴极修饰层9，再蒸发60-200纳米厚的金属，构成阴极层10，将蒸完阴极层之后的制得品转移到手套箱中，在110℃下热处理5分钟，冷却至室温后封装起来，完成叠层聚合物太阳能电池的制作。
在100毫瓦/平方厘米的白光照射下测试本发明方法制备的聚合物叠层太阳能电池的性能，包括开路电压、短路电流、能量转换效率和填充因子。表1是对比例I、II、III、IV、V、VI和实施例1、2、3、4、5、6、7、8、9在100毫瓦/平方厘米白光照射下电池的性能参数。从表1中可以看出聚合物叠层电池(实施例1)的开路电压近似等于上下两个子电池(对比例1和2)开路电压之和。两子电池(对比例1和2)的开路电压分别为0.58伏和0.59伏，叠层电池(实施例1)的开路电压为1.11伏。叠层电池的短路电流受限于短路电流较小的子电池，两子电池(对比例1和2)的短路电流分别为9.10和6.78毫安/平方厘米，由于叠层电池(实施例1)的上下两电池的活性层有相同的吸光光谱，进一步限制了叠层电池(实施例1)的短路电流，仅为4.05毫安/平方厘米，由此叠层电池(实施例1)的能量转换效率和填充因子也受到了影响，分别为2.01％和0.45。采用其他结构的聚合物叠层太阳能电池(实施例2、3、4、5、6、7、8、9)都表现出与实施例1类似的叠层性质，图2是对比例I、对比例II和实施例1在100毫瓦/平方厘米的白光照射下的电流-电压特性曲线。由图2可以更直接的看出叠层电池的开路电压近似等于两子电池的开路电压的叠加，说明该中间电极可以实现聚合物太阳能电池的串联连接。
本发明的有益效果：采用高透过率的n型和p型金属氧化物组合如TiOx/MoO3作为中间电极，在两金属氧化物如TiOx和MoO3之间引入一薄层金属如铝实现电子和空穴的有效复合。利用该中间电极制作的叠层聚合物太阳能电池的开路电压为两子电池开路电压之和，由此实现了聚合物太阳能电池的串联连接。该结构可应用于溶液旋涂的叠层太阳能电池的制作。采用P3HT和PCBM混合溶液作为活性层的聚合物叠层太阳能电池的开路电压平均值达到1.10V，最高效率达2.01％。这种新型的中间电极结构可以应用于吸光范围不同的活性层材料的叠层器件中，从而来提高聚合物太阳能电池吸收光谱与太阳光光谱的匹配，由此来提高聚合物太阳能电池的能量转换效率。
附图说明
图1是叠层聚合物太阳能电池器件结构示意图。其中：1是玻璃或柔性基板；2是ITO阳极层；3是PEDOT:PSS阳极修饰层；4是P3HT:PCBM混合物组成的第一活性层；5是n型金属氧化物的电子传输层；6是金属层；7是p型金属氧化物的空穴传输层；8是P3HT:PCBM混合物组成的第二活性层；9是阴极修饰层；10是金属阴极层。
图2是对比例I、对比例II和实施例1在100mW/cm2白光照射下的电流-电压特性曲线。其中：1是对比例I的电流-电压特性曲线，2是对比例II的电流-电压特性曲线，3是实施例1的电流电压特性曲线。
表1是在100毫安/平方厘米的白光照射下对比例I、II、III、IV、V、VI和实施例1、2、3、4、5、6、7、8、9的性能参数对比。
具体实施方式：
对比例I：
把以氯苯为溶剂，浓度为18毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的44％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层与玻璃基板组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的ITO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟3000转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层40纳米厚的薄膜，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟800转的速度旋转一分钟，得到100纳米的中间活性层。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的TiOx通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，以每分钟3000转的速度旋转一分钟，得到10纳米厚的TiOx层。将涂有TiOx层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发100纳米厚的铝。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(40nm)/P3HT:PCBM(100nm)/TiOx(10nm)/Al(100nm)的聚合物太阳能电池。完成电池器件制作并在手套箱中110℃下热退火5分钟。
对比例II：
ITO阳极层与玻璃基板组成ITO导电玻璃，把以氯苯为溶剂，浓度为18毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的44％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，关闭加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层与玻璃基板组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将基板放入放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸镀10纳米厚的MoO3。将基板取出放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟800转的速度旋涂P3HT:PCBM混合物一分钟，得到100纳米厚的中间活性层。
将涂有聚合物的基板取出放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发1纳米厚的LiF和100纳米厚的铝电极。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/MoO3(10nm)/P3HT:PCBM(100nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的聚合物太阳能电池。制作完毕的电池在手套箱中110℃热退火5分钟。
对比例III：
把以氯苯为溶剂，浓度为10毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的40％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层与玻璃基板组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的TTO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟5000转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层20纳米厚的薄膜，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟1000转的速度旋转一分钟，得到50纳米的中间活性层。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的ZnO通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，以每分钟1500转的速度旋转一分钟，得到50纳米厚的ZnO层。将涂有ZnO层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发60纳米厚的银。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(20nm)/P3HT:PCBM(50nm)/ZnO(50nm)/Ag(60nm)的聚合物太阳能电池。完成电池器件制作并在手套箱中110℃下热退火5分钟。
对比例IV：
把以氯苯为溶剂，浓度为20毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的80％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，关闭加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层与玻璃基板组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将基板放入放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸镀20纳米厚的WO3。将基板取出放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟500转的速度旋涂P3HT:PCBM混合物一分钟，得到150纳米厚的中间活性层。
将涂有聚合物的基板取出放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发2纳米厚的CsF和60纳米厚的银电极。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/WO3(20nm)/P3HT:PCBM(150nm)/CsF(2nm)/Ag(60nm)的聚合物太阳能电池。制作完毕的电池在手套箱中110℃热退火5分钟。
对比例V：
把以氯苯为溶剂，浓度为20毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的80％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层与玻璃基板组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的ITO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟1200转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层100纳米厚的薄膜，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟500转的速度旋转一分钟，得到150纳米的中间活性层。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的SnO2通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，以每分钟2500转的速度旋转一分钟，得到15纳米厚的SnO2层。将涂有SnO2层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发200纳米的金。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(100nm)/P3HT:PCBM(150nm)/SnO2(15nm)/Au(200nm)的聚合物太阳能电池。完成电池器件制作并在手套箱中110℃下热退火5分钟。
对比例VI：
把以氯苯为溶剂，浓度为10毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的40％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，关闭加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层与玻璃基板组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将基板放入放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸镀5纳米厚的WO3。将基板取出放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟1000转的速度旋涂P3HT:PCBM混合物一分钟，得到50纳米厚的中间活性层。
将涂有聚合物的基板取出放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发3纳米厚的CaO和200纳米厚的钙铝电极。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/WO3(5nm)/P3HT:PCBM(50nm)/CaO(3nm)/Ca(50nm)/Al(150nm)的聚合物太阳能电池。制作完毕的电池在手套箱中110℃热退火5分钟。
实施例1：
把以氯苯为溶剂，浓度为18毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的44％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层2与玻璃基板1组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的ITO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟3000转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层40纳米厚的薄膜，作为阳极修饰层3，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟800转的速度旋转一分钟，得到100纳米厚的第一层活性层4。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的TiOx通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，以每分钟3000转的速度旋转一分钟，得到10纳米厚的TiOx层作为电子传输层5。将涂完TiOx层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发2纳米厚的铝作为金属层6，然后蒸发10纳米厚的MoO3作为空穴传输层7。将器件取出后放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟800转的速度旋涂P3HT:PCBM混合物一分钟，得到100纳米厚的第二层活性层8。
最后将器件放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发1纳米厚的LiF和100纳米厚的铝电极分别作为阴极修饰层9和阴极层10。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(40nm)/P3HT:PCBM(100nm)/TiOx(10nm)/Al(2nm)/MoO3(10nm)/P3HT:PCBM(100nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的聚合物叠层太阳能电池。蒸完电极后的器件在手套箱中110℃高温热退火5分钟。
实施例2：
把以氯苯为溶剂，浓度分别为10毫克/毫升和20毫克/毫升、PCBM的质量分别占总质量的40％和80％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层2与玻璃基板1组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的ITO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟5000转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层20纳米厚的薄膜，作为阳极修饰层3，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的溶液浓度为10毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的40％的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟1000转的速度旋转一分钟，得到50纳米厚的第一层活性层4。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的ZnO通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，以每分钟1500转的速度旋转一分钟，得到50纳米厚的ZnO层作为电子传输层5。将涂完ZnO层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发5纳米厚的银作为金属层6，然后蒸发20纳米厚的WO3作为空穴传输层7。将器件取出后放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟500转的速度旋涂溶液浓度为20毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的80％的P3HT:PCBM混合物一分钟，得到150纳米厚的第二层活性层8。
最后将器件放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发2纳米厚的CsF和60纳米厚的银电极分别作为阴极修饰层9和阴极层10。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(20nm)/P3HT:PCBM(50nm)/ZnO(50nm)/Ag(5nm)/WO3(20nm)/P3HT:PCBM(150nm)/CsF(2nm)/Ag(60nm)的聚合物叠层太阳能电池。蒸完电极后的器件在手套箱中110℃高温热退火5分钟。
实施例3：
把以氯苯为溶剂，浓度分别为10毫克/毫升和20毫克/毫升、PCBM的质量分别占总质量的40％和80％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层2与玻璃基板1组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的ITO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟1200转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层100纳米厚的薄膜，作为阳极修饰层3，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的溶液浓度为20毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的80％的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟500转的速度旋转一分钟，得到150纳米厚的第一层活性层4。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的SnO2通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，以每分钟2500转的速度旋转一分钟，得到15纳米厚的SnO3层作为电子传输层5。将涂完SnO2层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发10纳米厚的金作为金属层6，然后蒸发5纳米厚的WO3作为空穴传输层7。将器件取出后放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟1000转的速度旋涂溶液浓度为20毫克/毫升、PCBM的质量占总质量40％的P3HT:PCBM混合物一分钟，得到50纳米厚的第二层活性层8。
最后将器件放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发3纳米厚的CaO和50纳米厚的钙150纳米的铝电极分别作为阴极修饰层9和阴极层10。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(100nm)/P3HT:PCBM(150nm)/SnO2(15nm)/Au(10nm)/WO3(5nm)/P3HT:PCBM(50nm)/CaO(3nm)/Ca(50nm)/Al(150nm)的聚合物叠层太阳能电池。蒸完电极后的器件在手套箱中110℃高温热退火5分钟。
实施例4：
把以氯苯为溶剂，浓度分别为18毫克/毫升和20毫克/毫升、PCBM的质量分别占总质量的44％和80％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层2与玻璃基板1组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的ITO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟3000转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层40纳米厚的薄膜，作为阳极修饰层3，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的溶液浓度为18毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的44％的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟800转的速度旋转一分钟，得到100纳米厚的第一层活性层4。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的TiOx通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，以每分钟3000转的速度旋转一分钟，得到10纳米厚的TiOx层作为电子传输层5。将涂完TiOx层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发2纳米厚的铝作为金属层6，然后蒸发20纳米厚的WO3作为空穴传输层7。将器件取出后放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟500转的速度旋涂溶液浓度为20毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的80％的P3HT:PCBM混合物一分钟，得到150纳米厚的第二层活性层8。
最后将器件放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发2纳米厚的CsF和60纳米厚的银电极分别作为阴极修饰层9和阴极层10。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(40nm)/P3HT:PCBM(100nm)/TiOx(10nm)/Al(2nm)/WO3(20nm)/P3HT:PCBM(150nm)/CsF(2nm)/Ag(60nm)的聚合物叠层太阳能电池。蒸完电极后的器件在手套箱中110℃高温热退火5分钟。
实施例5：
把以氯苯为溶剂，浓度分别为18毫克/毫升和10毫克/毫升、PCBM的质量分别占总质量的44％和40％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层2与玻璃基板1组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的ITO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟3000转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层40纳米厚的薄膜，作为阳极修饰层3，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的溶液浓度为18毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的44％的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟800转的速度旋转一分钟，得到100纳米厚的第一层活性层4。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的TiOx通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，以每分钟3000转的速度旋转一分钟，得到10纳米厚的TiOx层作为电子传输层5。将涂完TiOx层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发2纳米厚的铝作为金属层6，然后蒸发5纳米厚的WO3作为空穴传输层7。将器件取出后放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟1500转的速度旋涂溶液浓度为10毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的40％的P3HT:PCBM混合物一分钟，得到50纳米厚的第二层活性层8。
最后将器件放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发3纳米厚的CaO和50纳米厚的钙150纳米的铝电极分别作为阴极修饰层9和阴极层10。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(40nm)/P3HT:PCBM(100nm)/TiOx(10nm)/Al(2nm)/WO3(5nm)/P3HT:PCBM(50nm)/CaO(3nm)/Ca(50nm)/Al(150nm)的聚合物叠层太阳能电池。蒸完电极后的器件在手套箱中110℃高温热退火5分钟。
实施例6：
把以氯苯为溶剂，浓度分别为10毫克/毫升和18毫克/毫升、PCBM的质量分别占总质量的40％和44％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层2与玻璃基板1组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的ITO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟5000转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层20纳米厚的薄膜，作为阳极修饰层3，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的溶液浓度为10毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的40％的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟1000转的速度旋转一分钟，得到50纳米厚的第一层活性层4。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的ZnO通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，以每分钟1500转的速度旋转一分钟，得到50纳米厚的ZnO层作为电子传输层5。将涂完ZnO层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发5纳米厚的银作为金属层6，然后蒸发10纳米厚的MoO3作为空穴传输层7。将器件取出后放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟800转的速度旋涂溶液浓度为18毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的44％的P3HT:PCBM混合物一分钟，得到100纳米厚的第二层活性层8。
最后将器件放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发1纳米厚的LiF和100纳米厚的铝电极分别作为阴极修饰层9和阴极层10。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(20nm)/P3HT:PCBM(50nm)/ZnO(50nm)/Ag(5nm)/MoO3(10nm)/P3HT:PCBM(100nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的聚合物叠层太阳能电池。蒸完电极后的器件在手套箱中110℃高温热退火5分钟。
实施例7：
把以氯苯为溶剂，浓度为10毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的40％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层2与玻璃基板1组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的ITO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟5000转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层20纳米厚的薄膜，作为阳极修饰层3，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟1000转的速度旋转一分钟，得到50纳米厚的第一层活性层4。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的ZnO通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，以每分钟1500转的速度旋转一分钟，得到50纳米厚的ZnO层作为电子传输层5。将涂完ZnO层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发5纳米厚的银作为金属层6，然后蒸发5纳米厚的WO3作为空穴传输层7。将器件取出后放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟1000转的速度旋涂P3HT:PCBM混合物一分钟，得到50纳米厚的第二层活性层8。
最后将器件放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发3纳米厚的CaO和50纳米厚的钙150纳米的铝电极分别作为阴极修饰层9和阴极层10。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(20nm)/P3HT:PCBM(50nm)/ZnO(50nm)/Ag(5nm)/WO3(5nm)/P3HT:PCBM(50nm)/CaO(3nm)/Ca(50nm)/Al(150nm)的聚合物叠层太阳能电池。蒸完电极后的器件在手套箱中110℃高温热退火5分钟。
实施例8：
把以氯苯为溶剂，浓度分别为20毫克/毫升和18毫克/毫升、PCBM的质量分别占总质量的80％和44％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层2与玻璃基板1组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的ITO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟1200转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层100纳米厚的薄膜，作为阳极修饰层3，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的溶液浓度为20毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的80％的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟500转的速度旋转一分钟，得到150纳米厚的第一层活性层4。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的SnO2通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，以每分钟2500转的速度旋转一分钟，得到15纳米厚的SnO2层作为电子传输层5。将涂完SnO2层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发10纳米厚的金作为金属层6，然后蒸发10纳米厚的MoO3作为空穴传输层7。将器件取出后放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟800转的速度旋涂溶液浓度为18毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的44％的P3HT:PCBM混合物一分钟，得到100纳米厚的第二层活性层8。
最后将器件放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发1纳米厚的LiF和100纳米厚的铝电极分别作为阴极修饰层9和阴极层10。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(100nm)/P3HT:PCBM(150nm)/SnO2(15nm)/Au(10nm)/MoO3(10nm)/P3HT:PCBM(100nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的聚合物叠层太阳能电池。蒸完电极后的器件在手套箱中110℃高温热退火5分钟。
实施例9：
把以氯苯为溶剂，浓度20毫克/毫升、PCBM的质量占总质量的80％的P3HT:PCBM混合溶液60度加热搅拌3小时后，停止加热继续搅拌12小时。
ITO阳极层2与玻璃基板1组成ITO导电玻璃，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。将干净的ITO玻璃放置在旋涂机的托架上，通过0.45微米的过滤头将PEDOT:PSS溶液均匀涂满整个片子，以每分钟1200转的速度旋转一分钟，使PEDOT:PSS在ITO表面形成一层100纳米厚的薄膜，作为阳极修饰层3，放入120℃的烘箱内加热30分钟。
将烘好的涂有PEDOT:PSS的ITO基板转移到手套箱中，待基板冷却后放置在旋涂机托架上，把搅拌好的P3HT:PCBM混合溶液通过过滤头均匀涂在ITO基板上，以每分钟500转的速度旋转一分钟，得到150纳米厚的第一层活性层4。
把涂有活性层的基板用转移瓶自手套箱中取出，放在旋涂机托架上，把用无水乙醇稀释的SnO2通过过滤头均匀的涂在P3HT:PCBM上，
以每分钟2500转的速度旋转一分钟，得到15纳米厚的SnO2层作为电子传输层5。将涂完SnO2层的基板再次转移到手套箱中，在手套箱中热台上150℃加热10分钟。
待基板冷却后，放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发10纳米厚的金作为金属层6，然后蒸发20纳米厚的WO3作为空穴传输层7。将器件取出后放入手套箱中的旋涂机托架上，以每分钟500转的速度旋涂P3HT:PCBM混合物一分钟，得到150纳米厚的第二层活性层8。
最后将器件放入真空镀膜机中抽真空，当真空度达4×10-4帕斯卡时蒸发2纳米厚的CsF和60纳米厚的银电极分别作为阴极修饰层9和阴极层10。电池的有效面积为12平方毫米，制成结构为ITO/PEDOT:PSS(100nm)/P3HT:PCBM(150nm)/SnO2(15nm)/Au(10nm)/WO3(20nm)/P3HT:PCBM(150nm)/CsF(2nm)/Ag(60nm)的聚合物叠层太阳能电池。蒸完电极后的器件在手套箱中110℃高温热退火5分钟。
表1
Claims (1)
1.一种叠层结构聚合物太阳能电池，其包括：(1)是基板，材料为玻璃或塑料层；(2)是铟锡氧化物阳极层，厚度为180纳米；(3)是阳极修饰层，采用3，4-乙烯基二氧噻吩掺杂聚苯乙烯磺酸，其中3，4-乙烯基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸的重量比为1比6，该阳极修饰层厚度为20-100纳米；(4)是第一活性层，为共轭高分子材料聚3-己基噻吩作为电子给体，富勒烯衍生物[6，6]-2-苯基C61-2-丁酸甲脂作为电子受体，其中，[6，6]-2-苯基C61-2-丁酸甲脂的质量占聚3-己基噻吩和[6，6]-2-苯基C61-2-丁酸甲脂总质量的40-80％，厚度为50-150纳米；(8)是第二活性层，为聚3-己基噻吩作为电子给体，富勒烯衍生物[6，6]-2-苯基C61-2-丁酸甲脂作为电子受体，[6，6]-2-苯基C61-2-丁酸甲脂的质量占聚3-己基噻吩和[6，6]-2-苯基C61-2-丁酸甲脂总质量的40-80％，厚度为50-150纳米；(9)是阴极修饰层，其材料为LiF、CsF和CaO至少一种，厚度为1-3纳米；(10)是阴极层，其材料为金属铝、银和钙至少一种，厚度为60-200纳米；特征在于：(5)是电子传输层，其材料为n型金属氧化物TiOx、ZnO和SnO2至少一种，厚度为10-50纳米；(6)是金属层，其材料为金属铝、银和金至少一种，厚度为2-10纳米；(7)是空穴传输层，其材料为p型金属氧化物MoO3和WO3至少一种，厚度为5-20纳米；所述的电子传输层5、金属层6和空穴传输层7共同构成聚合物叠层太阳能电池的中间电极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200810050656 CN100587997C (zh) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | 一种叠层结构聚合物薄膜太阳能电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200810050656 CN100587997C (zh) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | 一种叠层结构聚合物薄膜太阳能电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101290973A CN101290973A (zh) | 2008-10-22 |
| CN100587997C true CN100587997C (zh) | 2010-02-03 |
Family
ID=40035128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200810050656 Expired - Fee Related CN100587997C (zh) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | 一种叠层结构聚合物薄膜太阳能电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100587997C (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012027919A1 (zh) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Guo Jianguo | 外加电场效应薄膜光伏电池及与电场源集成的光伏电池板 |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101494255B (zh) * | 2009-03-05 | 2010-06-02 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种基于窄带隙共轭聚合物的薄膜太阳能电池的制备方法 |
| CN101510465B (zh) * | 2009-04-02 | 2011-02-02 | 桂林工学院 | 基于塑料衬底染料敏化太阳电池光阳极的制备方法 |
| CN101777574B (zh) * | 2010-01-15 | 2012-02-01 | 北京大学 | 叠层结构复合型太阳能电池 |
| CN102064281A (zh) * | 2010-11-03 | 2011-05-18 | 天津理工大学 | 一种以乙酸铯为阴极修饰层的有机光伏电池及其制备方法 |
| CN102088060A (zh) * | 2010-12-06 | 2011-06-08 | 电子科技大学 | 一种叠层有机薄膜太阳能电池及其制备方法 |
| US9012770B2 (en) * | 2011-05-26 | 2015-04-21 | Brookhaven Science Associates, Llc | Conductive polymer/fullerene blend thin films with honeycomb framework for transparent photovoltaic application |
| CN102842593B (zh) * | 2011-06-22 | 2016-02-10 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 聚合物太阳能电池及其制备方法 |
| CN102856498B (zh) * | 2011-06-28 | 2015-05-06 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 并联式聚合物太阳能电池及其制备方法 |
| CN102299262A (zh) * | 2011-07-29 | 2011-12-28 | 华北电力大学 | 一种聚合物太阳能电池及其制备方法 |
| WO2013078580A1 (zh) * | 2011-11-28 | 2013-06-06 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 高聚物太阳能电池及其制备方法 |
| CN103427034A (zh) * | 2012-05-14 | 2013-12-04 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 导电薄膜、其制备方法及应用 |
| CN103422055A (zh) * | 2012-05-14 | 2013-12-04 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 导电薄膜、其制备方法及应用 |
| CN102769103A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-11-07 | 华北电力大学 | 一种聚合物太阳能电池阳极修饰材料及其修饰方法 |
| CN102769102A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-11-07 | 华北电力大学 | 一种可溶液加工的太阳能电池阳极修饰材料及其修饰方法 |
| CN103824940A (zh) * | 2012-11-19 | 2014-05-28 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 太阳能电池器件及其制备方法 |
| CN102983277B (zh) * | 2012-12-10 | 2015-06-24 | 吉林大学 | 银纳米粒子复合空穴传输层的反型聚合物太阳能电池及制备方法 |
| CN103022358A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-03 | 东南大学 | 一种双活性层聚合物太阳能电池及其制备方法 |
| CN103928621A (zh) * | 2013-01-16 | 2014-07-16 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种聚合物太阳能电池及其制备方法 |
| CN104217787A (zh) * | 2013-05-29 | 2014-12-17 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 导电薄膜、其制备方法及其应用 |
| CN104253213A (zh) * | 2013-06-27 | 2014-12-31 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 太阳能电池器件及其制备方法 |
| CN104253219A (zh) * | 2013-06-27 | 2014-12-31 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 太阳能电池器件及其制备方法 |
| CN104465991B (zh) * | 2014-11-30 | 2017-02-22 | 浙江大学 | 基于二硫化钨纳米片材料的有机太阳电池及其制备方法 |
| CN107833937B (zh) * | 2017-10-31 | 2019-09-24 | 南京旭羽睿材料科技有限公司 | 一种石墨烯太阳能电池及其制备方法 |
| CN109950402A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-28 | 华南师范大学 | 叠层有机薄膜太阳能电池及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040060592A1 (en) * | 1999-11-25 | 2004-04-01 | Akio Machida | Semiconductor device and its manufacturing method |
| CN101162740A (zh) * | 2006-10-13 | 2008-04-16 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 宽波段叠层薄膜太阳能电池 |
| CN101179109A (zh) * | 2007-12-17 | 2008-05-14 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 采用三层有机异质结薄膜作为中间电极的叠层有机光伏电池 |
-
2008
- 2008-07-08 CN CN 200810050656 patent/CN100587997C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040060592A1 (en) * | 1999-11-25 | 2004-04-01 | Akio Machida | Semiconductor device and its manufacturing method |
| CN101162740A (zh) * | 2006-10-13 | 2008-04-16 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 宽波段叠层薄膜太阳能电池 |
| CN101179109A (zh) * | 2007-12-17 | 2008-05-14 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 采用三层有机异质结薄膜作为中间电极的叠层有机光伏电池 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012027919A1 (zh) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Guo Jianguo | 外加电场效应薄膜光伏电池及与电场源集成的光伏电池板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101290973A (zh) | 2008-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100587997C (zh) | 一种叠层结构聚合物薄膜太阳能电池 | |
| CN101414663B (zh) | 一种并联结构的叠层聚合物薄膜太阳能电池 | |
| DE102016226179B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Perovskitsolarzelle vom gebundenen Typ | |
| EP2707907B1 (en) | Tandem photovoltaic cells | |
| TW201003936A (en) | Translucent solar cell | |
| EP2549559A1 (en) | Organic solar cell and method for manufacturing the same | |
| JP2009252768A (ja) | 有機太陽電池、およびその製造方法 | |
| CN110335945B (zh) | 一种双电子传输层无机钙钛矿太阳能电池及其制法和应用 | |
| CN106784339A (zh) | 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法 | |
| TW201108485A (en) | Organic solar cell and method forming the same | |
| CN105280826A (zh) | 一种双电子传输层的新型聚合物太阳能电池 | |
| CN108864414A (zh) | 阴极界面修饰材料、太阳能电池及其制作方法与应用 | |
| CN103296209A (zh) | 异质结构等离激元与体异质结结合的太阳电池 | |
| CN102693841A (zh) | 太阳能电池器件及其制备方法 | |
| CN101494255B (zh) | 一种基于窄带隙共轭聚合物的薄膜太阳能电池的制备方法 | |
| CN102280590B (zh) | 一种基于胶体量子点及石墨烯为光阳极的太阳电池及其制备方法 | |
| CN106410037A (zh) | 一种基于有机小分子给体材料的双结太阳能电池器件及其制备方法 | |
| US20130263916A1 (en) | All spray see-through organic solar array with encapsulation | |
| KR101033304B1 (ko) | 발광특성을 가지는 유기 태양전지 및 그 제조방법 | |
| CN106025078A (zh) | 一种新型平面异质结钙钛矿光伏电池及其制备方法 | |
| CN103280528B (zh) | 一种聚合物太阳能电池 | |
| WO2014020988A1 (ja) | 有機薄膜太陽電池及びその製造方法 | |
| CN101640133A (zh) | 一种聚合物/无机纳米晶杂化太阳能电池及其制法 | |
| CN115101679B (zh) | 一种提高有机光电薄膜热稳定性的方法及其在光伏电池中的应用 | |
| KR101495764B1 (ko) | 단일층 양자점 전자수송층을 가진 역구조 유기 태양전지소자 및 제작방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Meridien Industry Automation (Tianjin) Co., Ltd. Assignor: Changchun Institue of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences Contract record no.: 2010120000126 Denomination of invention: Thin-film solar cell of polymer with laminated structure Granted publication date: 20100203 License type: Exclusive License Open date: 20081022 Record date: 20100920 |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHANGZHOU INSTITUTE OF ENERGY STORAGE MATERIALS + Free format text: FORMER OWNER: CHANGCHUN INST. OF APPLIED CHEMISTRY, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES Effective date: 20140212 |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 130022 CHANGCHUN, JILIN PROVINCE TO: 213000 CHANGZHOU, JIANGSU PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140212 Address after: Changzhou City, Jiangsu province Hehai road 213000 No. 9 Patentee after: Changzhou Institute of Energy Storage Materials & Devices Address before: 130022 Changchun people's street, Jilin, No. 5625 Patentee before: Changchun Institue of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100203 Termination date: 20190708 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |