CN102856497B - 一种p型掺杂并联式聚合物太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳能电池领域，其公开了一种p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池为层状结构，该层状结构依次包括：基底、第一阴极层、第一电子缓冲层、第一活性层、p型掺杂层、第二活性层、第二电子缓冲层、第二阴极层。本发明的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，两个电池单元的活性层可以尽可能的捕获更多的太阳光，达到提高吸收效率；两个电池单元的连接层采用p-型掺杂层，提高太阳能的稳定性以及进一步提高空穴的传输速度，使电极收集载流子的效率提高，最终提高了能量转换效率。

Description

一种p型掺杂并联式聚合物太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种p型掺杂并联式聚合物太阳能电池。本发明还涉及该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备方法。
背景技术
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.W.Tang等首次将p型半导体和n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。
1992年Sariciftci等发现2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1，4-苯乙(MEH-PPV)与复合体系中存在快速光诱导电子转移现象，引起了人们的极大兴趣，而在1995年，Yu等用MEH-PPV与C60(即60个碳原子有机物)的衍生物PCBM混合作为活性层制备了有机聚合物体异质结太阳能电池。器件在20mW/cm2430nm的单色光照射下，能量转换效率为2.9％。这是首个基于聚合物材料与PCBM受体制备的本体异质结太阳能电池，并提出了复合膜中互穿网络结构的概念。至此，本体异质结结构在聚合物太阳能电池中的应用得到了迅速的发展。这种结构也成为目前人们普遍采用的有机聚合物太阳能电池结构。
聚合物太阳能电池的工作原理主要分为四部分：(1)光激发和激子的形成；(2)激子的扩散；(3)激子的分裂；(4)电荷的传输和收集。首先，共轭聚合物在入射光照射下吸收光子，电子从聚合物最高占有轨道(HOMO)跃迁到最低空轨道(LUMO)，形成激子，激子在内建电场的作用下扩散到给体/受体界面处分离成自由移动的电子和空穴，然后电子在受体相中传递并被阴极收集，空穴则通过给体相并被阳极收集，从而产生光电流，这就形成了一个有效的光电转换过程。
目前太阳能电池结构为：ITO阳极/空穴缓冲层/活性层/电子缓冲层/阴极。聚合物太阳能电池一般都是利用铟锡氧化物(ITO)薄膜作为太阳能电池的阳极，通过溅射的方法制备在玻璃衬底上，但是铟是稀有元素，不适合未来商业化的需要，而锡是有毒元素，对环境有一定的危害性；另外，金属元素作为阳极，会使金属离子往有机层内进行扩散，影响太阳能电池的稳定性，以及造成有机膜出现各种缺陷(如载流子陷阱)，最终影响太阳能电池的光电转换效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能量转换率高、成本低且环保的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池。
一种p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池包括依次层叠的基底、第一阴极层、第一电子缓冲层、第一活性层、p型掺杂层、第二活性层、第二电子缓冲层、第二阴极层，即该电池的结构依次为：基底/第一阴极层/第一电子缓冲层/第一活性层/p型掺杂层/第二活性层/第二电子缓冲层/第二阴极层。
所述p型掺杂层将该太阳能电池分成两个电池单元，即基底、第一阴极层、第一空电子冲层、第一活性层和p型掺杂层构成正置型第一电池单元，且p型掺杂层和第一阴极层分别作为该第一电池单元的阳极和阴极；p型掺杂层、第二活性层、第二电子缓冲层和第二阴极层构成倒置型第二电池单元，且p型掺杂层和第二阴极层分别作为该第二电池单元的阳极和阴极；其中，p型掺杂层即同时作为第一电池单元与第二电池单元的阳极，这样第一电池单元与第二电池单元通过p型掺杂层形成并联式的聚合物太阳能电池。
该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池中，各功能层所用材质如下：
基底为普通的玻璃；
所述第一阴极层和第二阴极层的材料为铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或铂(Pt)；
所述第一电子缓冲层和第二电子缓冲层的材料为氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2CO3)、氯化锂(LiCl)、碘化锂(LiI)或溴化锂(LiBr)；
第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩(P3HT)、聚[2-甲氧基-5-(3，7.二甲基辛氧基)对苯撑乙烯](MDMO-PPV)或聚[2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑](MEH-PPV)与[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)混合后形成的混合物，即P3HT∶PCBM、MDMO-PPV∶PCBM或者MEH-PPV∶PCBM混合物；其中，P3HT∶PCBM的质量比控制在1∶1～1∶0.8的范围，MDMO-PPV∶PCBM或者MEH-PPV∶PCBM的质量比分别控制在1∶4～1∶1的范围；
所述p型掺杂层的材料为空穴注入材料掺杂空穴传输材料所形成的掺杂混合物；其中，
所述空穴传输材料为1，1-二[4-[N，N′-二(p-甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)、4，4′，4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)、N，N’-(1-萘基)-N，N’-二苯基-4，4’-联苯二胺(NPB)或者4，4，4，-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺(m-MTDATA)；
所述空穴注入材料为氟三氧化钼(MoO3)、三氧化钨(WO3)、五氧化二钒(V2O5)、2，3，5，6-四氟-7，7，8，8，-四氰基-对苯二醌二甲烷(F4-TCNQ)、4，4，4-三(萘基-1-苯基-铵)三苯胺(1T-NATA)或者4，4，4-三(萘基-1-苯基-铵)三苯胺(2T-NATA)。
本发明的另一目的在于提供上述p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备方法，其工艺步骤如下：
S1、将基底依次在洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇中超声清洗各15min，去除表面的有机污染物；
S2、在基底表面蒸镀第一阴极层，随后在第一阴极层表面蒸镀第一电子缓冲层；
S3、在第一电子缓冲层表面旋涂第一活性层，然后干燥处理；
S4、在干燥的第一活性层表面蒸镀p型掺杂层；
S5、在p型掺杂层表面旋涂第二活性层，然后干燥处理；
S6、在第二活性层表面蒸镀第二电子缓冲层，随后在第二电子缓冲层表面蒸镀第二阴极层；最后制得p型掺杂并联式聚合物太阳能电池。
本发明的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，两个电池单元的活性层可以尽可能的捕获更多的太阳光，达到提高吸收效率；两个电池单元的连接层采用p-型掺杂层，提高太阳能的稳定性以及进一步提高空穴的传输速度，使电极收集载流子的效率提高，最终提高了能量转换效率；同时，衬底表面没有采用ITO(氧化铟锡)导电层，避免了锡元素对环境的污染，省去稀有元素铟的使用，从而降低了制作成本。
附图说明
图1为本发明p型掺杂并联式聚合物太阳能电池结构示意图；
图2为本发明p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备工艺流程图；
图3为实施例1的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池：玻璃/Ag/LiF/P3HT:PCBM/MoO3:NPB/P3HT:PCBM/LiF/Al与对比例电池：ITO/MoO3/P3HT:PCBM/LiF/Al的电流密度与电压关系图；其中，曲线1为实施例1的曲线，曲线2为对比例的曲线。
具体实施方式
本发明的一种p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，如图1所示，该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池包括依次层叠的基底11、第一阴极层12、第一电子缓冲层13、第一活性层14、p型掺杂层15、第二活性层16、第二电子缓冲层17、第二阴极层18；即该电池的结构为：基底11/第一阴极层12/第一电子缓冲层13/第一活性层14/p型掺杂层15/第二活性层16/第二电子缓冲层17/第二阴极层18。
所述p型掺杂层15将该太阳能电池分成两个电池单元，即第一阴极层12、第一电子缓冲层13、第一活性层14、p型掺杂层15构成正置型第一电池单元，且p型掺杂层15和第一阴极层12分别作为该第一电池单元的阳极和阴极；p型掺杂层15、第二活性层16、第二电子缓冲层17、第二阴极层18构成倒置型第二电池单元，且p型掺杂层15和第二阴极层18分别作为该第二电池单元的阳极和阴极；其中，p型掺杂层15即同时作为第一电池单元与第二电池单元的阴极，这样第一电池单元与第二电池单元通过p型掺杂层15形成并联式的聚合物太阳能电池。
该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池中，各功能层所用材质如下：
基底为普通的玻璃，可以市购；
所述第一阴极层和第二阴极层的材料为金属材料，如，铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或铂(Pt)；所述第一阴极层和第二阴极层的厚度分别为10-100nm；
所述第一电子缓冲层和第二电子缓冲层的材料为氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2CO3)、氯化锂(LiCl)、碘化锂(LiI)或溴化锂(LiBr)，优选为LiF；所述第一电子缓冲层和第二电子缓冲层厚度分别为0.5～10nm，优选厚度为0.7nm；
第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩(P3HT)、聚[2-甲氧基-5-(3，7.二甲基辛氧基)对苯撑乙烯](MDMO-PPV)或聚[2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑](MEH-PPV)与[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)混合后形成的混合物，即P3HT∶PCBM、MDMO-PPV∶PCBM或者MEH-PPV∶PCBM混合物；其中，P3HT∶PCBM的质量比控制在1∶1～1∶0.8的范围，MDMO-PPV∶PCBM或者MEH-PPV∶PCBM的质量比分别控制在1∶4～1∶1的范围；
所述p型掺杂层的材料为空穴注入材料掺杂空穴传输材料所形成的掺杂混合物，且空穴传输材料为主体，空穴注入材料为客体(即掺杂材料)，客体材料的掺杂比为0.5～40wt％(质量百分含量，下同)；该p型掺杂层的厚度为10～80nm；其中，
所述空穴传输材料为1，1-二[4-[N，N′-二(p-甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)、4，4′，4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)、N，N’-(1-萘基)-N，N’-二苯基-4，4’-联苯二胺(NPB)或者4，4，4，-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺(m-MTDATA)；
所述空穴注入材料为三氧化钼(MoO3)、三氧化钨(WO3)、五氧化二钒(V2O5)、2，3，5，6-四氟-7，7，8，8，-四氰基-对苯二醌二甲烷(F4-TCNQ)、4，4，4-三(萘基-1-苯基-铵)三苯胺(1T-NATA)或者4，4，4-三(萘基-1-苯基-铵)三苯胺(2T-NATA)。
上述p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备方法，如图2所示，其工艺步骤如下：
S1、将基底依次在洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇中超声清洗各15min，去除表面的有机污染物；
S2、在基底表面蒸镀厚度为10～100nm的第一阴极层，随后在第一阴极层表面蒸镀厚度为0.5～10nm的第一电子缓冲层；
S3、在第一电子缓冲层表面旋涂厚度为80～300nm的第一活性层，然后干燥处理；
S4、在干燥的第一活性层表面蒸镀厚度为10～80nm的p型掺杂层；
S5、在p型掺杂层表面旋涂厚度为80～300nm的第二活性层，然后干燥处理；
S6、在第二活性层表面蒸镀厚度0.5～10nm的第二电子缓冲层，随后在第二电子缓冲层表面蒸镀厚度为10～150nm的第二阴极层；最后制得p型掺杂并联式聚合物太阳能电池。
上述制备方法的步骤S3和S5中，第一活性层和第二活性层的材料为溶液体系，其溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯或氯仿中的一种或两种混合溶剂，溶质为P3HT∶PCBM、MDMO-PPV∶PCBM或者MEH-PPV∶PCBM；每种体系的总浓度控制在8-30mg/ml，而P3HT∶PCBM的质量比控制在1∶1～1∶0.8的范围；MDMO-PPV∶PCBM或者MEH-PPV∶PCBM的质量比控制在1∶4～1∶1的范围，然后在充满惰性气体的手套箱中进行旋涂，最后在50-200℃下退火10～100min，或者在25℃下放置24～48h，厚度控制在80-300nm；优选总浓度为10mg/ml的P3HT∶PCBM氯苯溶液体系，优选P3HT∶PCBM的质量比为1∶0.8，优选为150℃下退火10min，优选第一活性层和第二活性层厚度分别为200nm。
本发明的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，两个电池单元的活性层可以尽可能的捕获更多的太阳光，达到提高吸收效率；两个电池单元的连接层采用p-型掺杂层，提高太阳能的稳定性以及进一步提高空穴的传输速度，使电极收集载流子的效率提高，最终提高了能量转换效率；同时，衬底表面没有采用ITO(氧化铟锡)导电层，避免了锡元素对环境的污染，省去稀有元素铟的使用，从而降低了制作成本。
下面对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
实施例1
本实施例中p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的结构为：玻璃/Ag/LiF/P3HT:PCBM/MoO3:NPB/P3HT:PCBM/LiF/Al。
该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备工艺如下：
1、将玻璃依次用洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇清洗，且清洗时各超声15min，去除玻璃表面的有机污染物；
2、通过蒸镀工艺，在玻璃的一个表面蒸镀厚度为20nm的第一阴极层，材料为Ag；
3，在第一阴极层表面蒸镀厚度为0.7nm的第一电子缓冲层，材料为LiF；
4、将P3HT∶PCBM氯苯溶液体系旋涂在第一电子缓冲层表面，旋涂完后，在150℃下退火10min，制得厚度为200nm的第一活性层；其中，为P3HT∶PCBM氯苯溶液体系中，溶剂为氯苯，P3HT与PCBM的总浓度为10mg/ml，P3HT∶PCBM的质量比为1∶0.8；
5、在第一活性层表面蒸镀厚度为30nm的p型掺杂层，材料为MoO3∶NPB，且NPB为主体材料，MoO3为掺杂材料，且MoO3掺杂比例为15wt％；
6、将P3HT∶PCBM氯苯溶液体系旋涂在p型掺杂层表面，旋涂完后，在150℃下退火10min，制得厚度为200nm的第二活性层；其中，为P3HT∶PCBM氯苯溶液体系中，溶剂为氯苯，P3HT与PCBM的总浓度为10mg/ml，P3HT∶PCBM的质量比为1∶0.8；
7、在第二活性层表面蒸镀厚度为0.7nm的第二电子缓冲层，材料为LiF；
8、通过蒸镀工艺，在第二电子缓冲层表面蒸镀厚度为80nm的第二阴极层，材料为Al；
9、上述制备工艺完成后，得到所需p型掺杂并联式聚合物太阳能电池。
附图3是实施例1的制备p型掺杂并联式聚合物太阳能电池(结构为：玻璃/Ag/LiF/P3HT:PCBM/MoO3:NPB/P3HT:PCBM/LiF/Al)与对比例电池(结构为：ITO/MoO3/P3HT:PCBM/LiF/Al)的电流密度与电压关系。
上述电流密度与电压的测试，采用美国Keithly公司生成的型号为2602电流-电压测试仪进行的，测试工艺为：用500W氙灯(Osram)与AM 1.5的滤光片组合作为模拟太阳光的白光光源。
从图3中可以看到，对比例太阳能电池的光电转换效率为1.51％，而本实施例中采用p型掺杂层作为并联连太阳能的连接层的光电转换效率则提高到了2.03％；这说明，这种并联结构的太阳能电池的电阻降低，使两个活性层更有效的吸收了太阳光，最终使太阳能电池的能量转换效率得到了增强。
表1为曲线1和曲线2相对应的具体数据；其中，曲线1为实施例1的曲线，曲线2为对比例的曲线；
表1
 电流密度(mA cm-2)   电压(V)   η(％)   填充因子
  曲线1  8.91   0.74   2.03   0.31
  曲线2  6.66   0.71   1.51   0.32
实施例2
本实施例中p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的结构为：玻璃/Al/Li2CO3/P3HT:PCBM/V2O5:TAPC/MEH-PPV:PCBM/LiF/Al。
该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备工艺如下：
1、将玻璃依次用洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇清洗，且清洗时各超声15min，去除玻璃表面的有机污染物；
2、通过蒸镀工艺，在玻璃的一个表面蒸镀厚度为10nm的第一阴极层，材料为Al；
3，在第一阴极层表面蒸镀厚度为10nm的第一电子缓冲层，材料为Li2CO3；
4、将P3HT∶PCBM氯苯和氯仿溶液体系旋涂在第一电子缓冲层表面，旋涂完后，在200℃下退火5min，制得厚度为150nm的第一活性层；其中，为P3HT∶PCBM氯苯和氯仿溶液体系中，溶剂为氯苯和氯仿，P3HT与PCBM的总浓度为24mg/ml，P3HT∶PCBM的质量比为1∶1；
5、在第一活性层表面蒸镀厚度为60nm的p型掺杂层，材料为V2O5∶TAPC，且TAPC为主体材料，V2O5为掺杂材料，且V2O5掺杂比例为40wt％；
6、将MEH-PPV∶PCBM氯仿溶液体系旋涂在p型掺杂层表面，旋涂完后，在100℃下退火30min，制得厚度为80nm的第二活性层；其中，为MEH-PPV∶PCBM氯仿溶液体系中，溶剂为氯仿，MEH-PPV与PCBM的总浓度为10mg/ml，MEH-PPV∶PCBM的质量比为1∶4；
7、在第二活性层表面蒸镀厚度为0.5的第二电子缓冲层，材料为LiF；
8、通过蒸镀工艺，在第二电子缓冲层表面蒸镀厚度为100nm的第二阴极层，材料为Al；
9、上述制备工艺完成后，得到所需p型掺杂并联式聚合物太阳能电池。
实施例3
本实施例中p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的结构为：玻璃/Au/LiBr/P3HT:PCBM/WO3:TCTA/MDMO-PPV:PCBM/LiCl/Pt。
该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备工艺如下：
1、将玻璃依次用洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇清洗，且清洗时各超声15min，去除玻璃表面的有机污染物；
2、通过蒸镀工艺，在玻璃的一个表面蒸镀厚度为10nm的第一阴极层，材料为Au；
3，在第一阴极层表面蒸镀厚度为8nm的第一电子缓冲层，材料为LiBr；
4、将P3HT∶PCBM氯苯溶液体系旋涂在第一电子缓冲层表面，旋涂完后，在200℃下退火10min，制得厚度为200nm的第一活性层；其中，为P3HT∶PCBM氯苯溶液体系中，溶剂为氯苯，P3HT与PCBM的总浓度为10mg/ml，P3HT∶PCBM的质量比为1∶1；
5、在第一活性层表面蒸镀厚度为80nm的p型掺杂层，材料为WO3∶TCTA，且TCTA为主体材料，WO3为掺杂材料，且WO3掺杂比例为30wt％；
6、将MDMO-PPV∶PCBM甲苯溶液体系旋涂在p型掺杂层表面，旋涂完后，在150℃下退火10min，制得厚度为200nm的第二活性层；其中，为MDMO-PPV∶PCBM甲苯溶液体系中，溶剂为甲苯，P3HT与PCBM的总浓度为30mg/ml，MDMO-PPV∶PCBM的质量比为1∶4；
7、在第二活性层表面蒸镀厚度为5nm的第二电子缓冲层，材料为LiCl；
8、通过蒸镀工艺，在第二电子缓冲层表面蒸镀厚度为50nm的第二阴极层，材料为Pt；
9、上述制备工艺完成后，得到所需p型掺杂并联式聚合物太阳能电池。
实施例4
本实施例中p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的结构为：玻璃/Al/LiI/MDMO-PPV:PCBM/MoO3:NPB/MEH-PPV:PCBM/LiF/Al。
该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备工艺如下：
1、将玻璃依次用洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇清洗，且清洗时各超声15min，去除玻璃表面的有机污染物；
2、通过蒸镀工艺，在玻璃的一个表面蒸镀厚度为20nm的第一阴极层，材料为Al；
3，在第一阴极层表面蒸镀厚度为10nm的第一电子缓冲层，材料为LiI；
4、将MDMO-PPV∶PCBM二甲苯溶液体系旋涂在第一电子缓冲层表面，旋涂完后，在100℃下退火70min，制得厚度为80nm的第一活性层；其中，为MDMO-PPV∶PCBM二甲苯溶液体系中，溶剂为二甲苯，MDMO-PPV与PCBM的总浓度为8mg/ml，MDMO-PPV∶PCBM的质量比为1∶1；
5、在第一活性层表面蒸镀厚度为10nm的p型掺杂层，材料为1T-NATA∶m-MTDATA，且m-MTDATA为主体材料，1T-NATA为掺杂材料，且1T-NATA掺杂比例为0.5wt％；
6、将MEH-PPV∶PCBM氯仿溶液体系旋涂在p型掺杂层表面，旋涂完后，在50℃下退火100min，制得厚度为300nm的第二活性层；其中，为MEH-PPV∶PCBM氯仿溶液体系中，溶剂为氯仿，MEH-PPV与PCBM的总浓度为30mg/ml，MEH-PPV∶PCBM的质量比为1∶1；
7、在第二活性层表面蒸镀厚度为1nm的第二电子缓冲层，材料为LiF；
8、通过蒸镀工艺，在第二电子缓冲层表面蒸镀厚度为150nm的第二阴极层，材料为Al；
9、上述制备工艺完成后，得到所需p型掺杂并联式聚合物太阳能电池。
实施例5
本实施例中p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的结构为：玻璃/Au/Li2CO3/MEH-PPV:PCBM/2T-NATA:m-MTDATA/P3HT:PCBM/LiF/Al。
该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备工艺如下：
1、将玻璃依次用洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇清洗，且清洗时各超声15min，去除玻璃表面的有机污染物；
2、通过蒸镀工艺，在玻璃的一个表面蒸镀厚度为15nm的第一阴极层，材料为Au；
3，在第一阴极层表面蒸镀厚度为8nm的第一电子缓冲层，材料为Li2CO3；
4、将MEH-PPV∶PCBM二甲苯溶液体系旋涂在第一电子缓冲层表面，旋涂完后，在25℃下静置24h，制得厚度为100nm的第一活性层；其中，为MEH-PPV∶PCBM二甲苯溶液体系中，溶剂为二甲苯，MEH-PPV与PCBM的总浓度为18mg/ml，MEH-PPV∶PCBM的质量比为1∶4；
5、在第一活性层表面蒸镀厚度为80nm的p型掺杂层，材料为2T-NATA∶m-MTDATA，且m-MTDATA为主体材料，2T-NATA为掺杂材料，且2T-NATA掺杂比例为5wt％；
6、将P3HT∶PCBM氯苯溶液体系旋涂在p型掺杂层表面，旋涂完后，在25℃下静置48h，制得厚度为150nm的第二活性层；其中，为P3HT∶PCBM氯苯溶液体系中，溶剂为氯苯，P3HT与PCBM的总浓度为12mg/ml，P3HT∶PCBM的质量比为1∶0.8；
7、在第二活性层表面蒸镀厚度为0.5nm的第二电子缓冲层，材料为LiF；
8、通过蒸镀工艺，在第二电子缓冲层表面蒸镀厚度为120nm的第二阴极层，材料为Al；
9、上述制备工艺完成后，得到所需p型掺杂并联式聚合物太阳能电池。
实施例6
本实施例中p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的结构为：玻璃/Ag/LiCl/MEH-PPV:PCBM/F4-TCNQ:TCTA/MDMO-PPV:PCBM/LiF/Ag。
该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备工艺如下：
1、将玻璃依次用洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇清洗，且清洗时各超声15min，去除玻璃表面的有机污染物；
2、通过蒸镀工艺，在玻璃的一个表面蒸镀厚度为30nm的第一阴极层，材料为Ag；
3，在第一阴极层表面蒸镀厚度为2nm的第一电子缓冲层，材料为LiCl；
4、将MEH-PPV∶PCBM氯苯溶液体系旋涂在第一电子缓冲层表面，旋涂完后，在150℃下退火10min，制得厚度为200nm的第一活性层；其中，为MEH-PPV∶PCBM氯苯溶液体系中，溶剂为氯苯，MEH-PPV与PCBM的总浓度为15mg/ml，MEH-PPV∶PCBM的质量比为1∶3；
5、在第一活性层表面蒸镀厚度为60nm的p型掺杂层，材料为F4-TCNQ∶TCTA，且TCTA为主体材料，F4-TCNQ为掺杂材料，且F4-TCNQ掺杂比例为4wt％；
6、将MDMO-PPV∶PCBM氯苯溶液体系旋涂在p型掺杂层表面，旋涂完后，在150℃下退火30min，制得厚度为140nm的第二活性层；其中，为MDMO-PPV∶PCBM氯苯溶液体系中，溶剂为氯苯，MDMO-PPV与PCBM的总浓度为16mg/ml，MDMO-PPV∶PCBM的质量比为1∶2；
7、在第二活性层表面蒸镀厚度为1.5nm的第二电子缓冲层，材料为LiF；
8、通过蒸镀工艺，在第二电子缓冲层表面蒸镀厚度为80nm的第二阴极层，材料为Ag；
9、上述制备工艺完成后，得到所需p型掺杂并联式聚合物太阳能电池。
应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，其特征在于，该p型掺杂并联式聚合物太阳能电池包括依次层叠的基底、第一阴极层、第一电子缓冲层、第一活性层、p型掺杂层、第二活性层、第二电子缓冲层、第二阴极层；
所述p型掺杂层将该太阳能电池分成两个电池单元，分别为正置型第一电池单元和倒置型第二电池单元；所述正置型第一电池单元由第一阴极层、第一电子缓冲层、第一活性层、p型掺杂层构成，且p型掺杂层和第一阴极层分别作为该第一电池单元的阳极和阴极；所述倒置型第二电池单元由p型掺杂层、第二活性层、第二电子缓冲层、第二阴极层构成，且p型掺杂层和第二阴极层分别作为该第二电池单元的阳极和阴极；其中，p型掺杂层同时作为第一电池单元与第二电池单元的阳极，所述正置型第一电池单元与所述倒置型第二电池单元通过p型掺杂层形成并联式的聚合物太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，其特征在于，所述第一阴极层和第二阴极层的材料为铝、银、金或铂。
3.根据权利要求1所述的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，其特征在于，所述第一电子缓冲层和第二电子缓冲层的材料为氟化锂、碳酸锂、氯化锂、碘化锂或溴化锂。
4.根据权利要求1所述的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，其特征在于，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩、聚[2-甲氧基-5-(3,7.二甲基辛氧基)对苯撑乙烯]及聚[2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑]中的一种与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯混合后形成的混合物。
5.根据权利要求4所述的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，其特征在于，所述聚3-己基噻吩与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯所形成的混合物中，聚3-己基噻吩与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯的质量比为1:1～1:0.8；
所述聚[2-甲氧基-5-(3,7.二甲基辛氧基)对苯撑乙烯]与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯所形成的混合物中，聚[2-甲氧基-5-(3,7.二甲基辛氧基)对苯撑乙烯]与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯的质量比为1:4～1:1；
所述聚[2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑]与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯所形成的混合物中，聚[2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑]与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯的质量比为1:4～1:1。
6.根据权利要求1所述的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，其特征在于，所述p型掺杂层的材料为空穴注入材料掺杂空穴传输材料所形成的掺杂混合物。
7.根据权利要求6所述的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输材料为1,1-二[4-[N，N′-二(p-甲苯基)氨基]苯基]环己烷、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、N,N’-(1-萘基)-N,N’-二苯基-4,4’-联苯二胺或者4,4,4,-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺；
所述空穴注入材料为三氧化钼、三氧化钨、五氧化二钒、2,3,5,6-四氟-7,7,8,8,-四氰基-对苯二醌二甲烷或4,4,4-三(萘基-1-苯基-铵)三苯胺。
8.根据权利要求1所述的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池，其特征在于，所述基底材料为玻璃。
9.一种如权利要求1所述的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
S1、对基底表面进行清洗处理、干燥后备用；
S2、在基底表面蒸镀第一阴极层，随后在第一阴极层表面蒸镀第一电子缓冲层；
S3、在第一电子缓冲层表面旋涂第一活性层，随后干燥处理；
S4、在干燥的第一活性层表面蒸镀p型掺杂层；
S5、在p型掺杂层表面旋涂第二活性层，随后干燥处理；
S6、在第二活性层表面蒸镀第二电子缓冲层，随后在第二电子缓冲层表面蒸镀第二阴极层，制得所述p型掺杂并联式聚合物太阳能电池。
10.根据权利要求9所述的p型掺杂并联式聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的清洗处理包括：将基底依次在洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇中超声清洗。
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