CN102867916A - 一种聚合物太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

一种聚合物太阳能电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102867916A
CN102867916A CN2012103572709A CN201210357270A CN102867916A CN 102867916 A CN102867916 A CN 102867916A CN 2012103572709 A CN2012103572709 A CN 2012103572709A CN 201210357270 A CN201210357270 A CN 201210357270A CN 102867916 A CN102867916 A CN 102867916A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polymer solar
electron collection
array
solar battery
collection layer
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.)
Pending
Application number
CN2012103572709A
Other languages
English (en)
Inventor
林红
张永昌
保户塚梢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN2012103572709A priority Critical patent/CN102867916A/zh
Publication of CN102867916A publication Critical patent/CN102867916A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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

本发明公开了属于太阳能电池技术领域的一种新型结构聚合物太阳能电池及其制备方法。该聚合物太阳能电池的电子收集层分为两层，第一电子收集层为覆盖在所述透明导电基板上的二维平面薄膜，第二电子收集层设在所述第一电子收集层上，所述第二电子收集层为具有一维纳米阵列结构的薄膜。第二电子收集层制备方法包括但不限于溶剂热法、模板法、电沉积法、阳极氧化法等制备方法。本发明将一维纳米阵列结构薄膜生长在二维平面薄膜上，作为电子收集层材料，利用本发明方法制备的聚合物太阳能电池，除电池的光电性能长期稳定性比传统结构有优势以外，特别地有助于载荷的分离以及在分离后载荷传递的定向性，能够有效地提高光电流密度和电池的光电转换效率。

Description

一种聚合物太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种新型结构聚合物太阳能电池及其制备方法。
背景技术
聚合物太阳能电池又被称为有机太阳能电池。有机高分子聚合物具有加工容易，价格便宜，具有能够制作大面积柔性器件的特性。使用有机共轭高分子制作的聚合物太阳能电池具有全固态的特征，易于制备，并且其中的纳米结构的尺寸、形状和表面性质可用化学方法调节，极具潜在的应用价值。聚合物太阳能电池目前是太阳能电池研究热点之一。
然而由于聚合物太阳能电池电荷分离机理及载荷传输距离的限制，目前聚合物太阳能电池普遍采用有机共轭聚合物和富勒烯衍生物组成的被称为体异质结的双贯穿结构作为活性层完成光电转换，这种结构最早是由Yu和Heeger等（G. Yu, J. Gao,J. C. Hummelen, Science,1995, 270, 1789）创造性地使用的，但仍受制于载荷传输距离的限制不能制作活性层厚度较大的电池。同时，由于在传统的聚合物太阳能电池工艺中，活性层在旋涂有PEDOT:PSS(一种空穴传递材料)的ITO透明导电玻璃上进行旋涂，上层热蒸镀覆盖一层低功函数的金属作为负极，在这种结构上酸性的PEDOT:PSS与ITO的直接接触以及低功函数金属的使用会降低电池的寿命。由此出现了反转电池的结构，在这种结构中ITO玻璃上为一层低功函数材料，而作为空穴收集材料的PEDOT:PSS或其他高功函数材料则转移到了相对的电极，这样ITO玻璃成为负极，相对的正电极材料通常为金或者银。
直接覆盖在透明导电玻璃上的载荷收集层可以采用碱金属化合物或者过渡金属化合物，如Cs2CO3、ZnO、TiO2。此外，沉积在透明导电玻璃上的电子收集材料可以具有一定的纳米结构，例如TiO2纳米管结构（G. K. Mor, K. Shankar, M. Paulose, O. K. Varghese,C. A. Grimes, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 152111），有助于载荷的分离以及在分离后载荷传递的定向性，有效地提高了光电流密度和电池的光电转换效率。
德克萨斯州大学及分子制膜有限公司申请了使用压印光刻技术制作纳米结构用于太阳能电池的专利（中国专利公开号CN101952970A）；江苏华创光电科技有限公司申请了一维阵列纳米材料在半导体薄膜太阳能电池中应用的专利（中国专利公开号CN101820010A）。目前在科研领域纳米材料的结构研究也是热点，但对于适用简易方法生长获得的半导体氧化物纳米棒阵列结构在体异质结聚合物太阳能电池中的应用目前仍未见相关文献报道。
发明内容
本发明的目的是提出一种新型结构聚合物太阳能电池及其制备方法，特点在于提出一种聚合物太阳能电池载荷收集层材料的制备方法并应用于反转结构电池中，以改善聚合物太阳能电池活性层的载荷分离以及载荷的传输和收集，抑制复合，增大电池的短路电流密度，最终获得效率明显改善的聚合物太阳能电池。
本发明提出的聚合物太阳能电池为反转结构，包括以下部分：（1）透明导电基板；（2）电子收集层；（3）活性层；（4）空穴收集层；（5）金属电极，其特征在于：该聚合物太阳能电池的电子收集层分为两层，第一电子收集层为覆盖在所述透明导电基板上的二维平面薄膜，第二电子收集层设在所述第一电子收集层上，所述第二电子收集层为具有一维纳米阵列结构的薄膜。
上述电池结构中，一维纳米阵列结构薄膜空隙中填充所述活性层，且活性层厚度高于一维纳米阵列长度10～200nm。
上述电池结构中，所述的一维纳米阵列结构包括但不限于纳米棒阵列、纳米线阵列等柱体阵列结构。该阵列其一维结构长度为50～2000nm，直径为10～200nm，阵列的间隙尺寸为10～1000nm。
上述电池结构中，所述的第一电子收集层厚度为1nm～200nm。
上述电池结构中，所述的电子收集层（第一电子收集层及第二电子收集层）材料包括但不限于TiO2、ZnO、SnO2等半导体氧化物及其掺杂物。
上述电池结构中，所述的透明导电基板包括但不限于FTO玻璃、ITO玻璃、AZO玻璃等刚性基板，以及ITO-PEN等柔性基板。
上述电池结构中，所述的活性层由作为给体的共轭高分子材料及作为受体的富勒烯衍生物构成。其中，所述的共轭高分子材料包括但不限于聚噻吩或其衍生物（如P3HT）、聚苯撑乙烯或其衍生物（如MDMO-PPV）等P型材料及上述至少两种的混合物。所述的富勒烯衍生物包括但不限于C60或其衍生物（如[60]PCBM、[61]PCBM）及上述至少两种的混合物。
上述电池结构中，所述的空穴收集层功函数高于4.4eV，所述的空穴收集层材料包括但不限于石墨烯氧化物（GO）、PEDOT:PSS、MoO3、V2O5等材料。
上述电池结构中，所述的金属电极材料包括但不限于Al、Ag等金属材料，金属电极厚度为10～300nm。
本发明提出的新型结构聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：在透明导电基板上制备第一电子收集层，在第一电子收集层上制备第二电子收集层，第一电子收集层为覆盖在透明导电基板上的二维平面薄膜，第二电子收集层设在第一电子收集层上，第二电子收集层为具有一维纳米阵列结构的薄膜，再将一维纳米阵列结构薄膜空隙中填充活性层，并使活性层厚度高于一维纳米阵列长度，然后在活性层上依次制备空穴收集层和金属电极。
第二电子收集层制备方法包括但不限于溶剂热法、模板法、电沉积法、阳极氧化法等制备方法。一维纳米阵列结构在制作后可直接使用或通过高温烧结提高结晶性后使用。在第一电子收集层上，生长获得半导体一维纳米阵列薄膜。
上述制备方法中，活性层厚度高于一维纳米阵列长度10～200nm。
上述制备方法中，所述的在透明导电基板上制备第一电子收集层的方法包括但不限于热解法、前驱体旋涂法、电沉积法、热蒸镀法、磁控溅射法、气相沉积法等制备方法，其厚度为1nm～200nm。
上述制备方法中，所述的溶剂热法的溶剂包括但不限于水、乙醇、甲醇等标准条件下沸点0～300℃的溶剂及其相互混合的情况，溶液中可添加控制水热晶体生长取向的有机物、氟化物、盐酸等调节晶面能的化合物，使用的溶剂热前驱体金属源包括但不限于钛、锌、锡的金属单质、有机金属化合物、无机盐，及其水解后的溶胶-凝胶，举例如钛酸丁酯、钛酸异丙酯、四氯化钛、硫酸钛、硝酸锌、金属锡等。
上述制备方法中，所述的模板法的模板包括但不限于氧化铝、氧化硅等模板，使用的模板法前驱体金属源包括但不限于钛、锌、锡的金属单质、有机金属化合物、无机盐，及其水解后的溶胶-凝胶。
上述制备方法中，所述的电沉积法前驱体金属源包括但不限于钛、锌、锡的金属单质、有机金属化合物、无机盐，及其水解后的溶胶-凝胶。
上述制备方法中，所述的阳极氧化法基板包括但不限于钛、锌、锡的金属单质及其氧化物情况。
本发明提出的新型结构聚合物太阳能电池的制备方法，将一维纳米阵列结构薄膜生长在二维平面薄膜上，作为电子收集层材料，使活性层物质良好填充于一维纳米阵列结构薄膜空隙中，并完全包覆住纳米棒阵列结构，使用高功函数材料作为空穴收集层材料，制作金属电极。这种材料选择及组合为反转结构，即电子在外电路中由透明导电玻璃流向金属电极方向。利用本发明方法制备的聚合物太阳能电池，除电池的光电性能长期稳定性比传统结构有优势以外，特别地有助于载荷的分离以及在分离后载荷传递的定向性，能够有效地提高光电流密度和电池的光电转换效率。
附图说明
图1是本发明的聚合物太阳能电池结构示意图；
图中标号： 1、透明导电基板；2、第一电子收集层（薄膜）；3、第二电子收集层（一维纳米阵列结构）；4、活性层；5、空穴收集层；6、金属电极；7、活性层厚度；8、一维纳米阵列长度。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
本发明提供的聚合物太阳能电池，包括以下部分：（1）透明导电基板；（2）电子收集层；（3）活性层；（4）空穴收集层；（5）金属电极，该聚合物太阳能电池的电子收集层分为两层，第一电子收集层为覆盖在所述透明导电基板上的二维平面薄膜，第二电子收集层设在所述第一电子收集层上，所述第二电子收集层为具有一维纳米阵列结构的薄膜。
本发明提出的新型结构聚合物太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
（1）合成电子收集层材料：
使用溶剂热法、模板法、电沉积法或阳极氧化法，在预先覆盖一层二氧化钛、氧化锌或氧化锡薄膜的透明导电玻璃基板上，生长获得半导体氧化物一维纳米阵列结构薄膜；
（2）旋涂活性层材料：
使用旋涂法将共轭高分子材料及富勒烯衍生物混合溶液旋涂于生长有电子收集层材料的透明导电玻璃基板上，使活性层物质良好填充于纳米阵列薄膜空隙中，并适当使活性层厚度高于一维纳米阵列长度10～200nm，控制条件使溶剂挥发；
（3）制作高功函材料薄膜：
在上述结构之上使用旋涂法或热蒸镀法制作一层高功函数薄膜材料；
（4）制作金属电极：
使用热蒸镀法制作金属电极。
考查本发明提供的新型结构聚合物太阳能电池的光电性能时，采用了以下方法对制备的新型结构聚合物太阳能电池进行了性能测试：将制备的新型结构聚合物太阳能电池在太阳光模拟器提供的AM1.5光强照射下，使用数字源表进行光电性能测试。
上述制备的新型结构聚合物太阳能电池的短路电流密度为0.5～30mA/cm2。
上述制备的新型结构聚合物太阳能电池的开路电压为100～900mV。
上述制备的新型结构聚合物太阳能电池的光电转换效率为0.01～5.0%。
以下介绍本发明的实施例：
实施例1：
使用热解法，四氯化钛为钛源，在FTO玻璃基板上制作一层二氧化钛薄膜，然后使用水热法在此基板上生长获得二氧化钛纳米棒阵列薄膜，水热温度为150℃，水热时间为2小时，水热罐的填充度为0.6，使用的水热前驱体溶液为0.42g钛酸丁酯与30ml溶剂的混合溶液，溶剂为体积比为1:1的去离子水与浓盐酸的混合溶液。获得的纳米棒阵列的长度约为300nm，纳米棒直径为40nm，纳米棒间隙约为100nm。使用旋涂法将P3HT与PCBM的质量比为1:1、质量浓度之和为28mg/ml的氯苯溶液旋涂于生长有二氧化钛纳米棒阵列薄膜的FTO玻璃基板上，使活性层物质良好填充于纳米阵列薄膜空隙中，并适当使活性层厚度高于纳米棒长度100nm，控制条件使溶剂挥发；在上述结构之上使用旋涂法制作一层GO薄膜；使用热蒸镀法制作金属Al电极。
将制备的新型结构聚合物太阳能电池在太阳光模拟器提供的AM1.5光强照射下，使用数字源表进行光电性能测试，电池的短路电流密度为0.5mA/cm2，开路电压为100mV，光电转换效率为0.01%。
实施例2：
使用旋涂法，钛酸四异丙酯为钛源，在FTO玻璃基板上制作一层二氧化钛薄膜，烧结后使用水热法在此基板上生长获得二氧化钛纳米棒阵列薄膜，水热温度为150℃，水热时间为2小时，水热罐的填充度为0.6，使用的水热前驱体溶液为0.42g钛酸丁酯与30ml溶剂的混合溶液，溶剂为体积比为1:1的去离子水与浓盐酸的混合溶液。获得的纳米棒阵列的长度约为300nm，纳米棒直径为40nm，纳米棒间隙约为100nm。使用旋涂法将P3HT与PCBM的质量比为1:1、质量浓度之和为28mg/ml的氯苯溶液旋涂于生长有二氧化钛纳米棒阵列薄膜的FTO玻璃基板上，使活性层物质良好填充于纳米阵列薄膜空隙中，并适当使活性层厚度高于纳米棒长度100nm，控制条件使溶剂挥发；在上述结构之上使用旋涂法制作一层GO薄膜；使用热蒸镀法制作金属Al电极。
将制备的新型结构聚合物太阳能电池在太阳光模拟器提供的AM1.5光强照射下，使用数字源表进行光电性能测试，电池的短路电流密度为10mA/cm2，开路电压为620mV，光电转换效率为2.8%。
实施例3：
使用磁控溅射法在FTO玻璃基板上制作一层二氧化钛薄膜，使用水热法在此基板上生长获得二氧化钛纳米棒阵列薄膜，水热温度为150℃，水热时间为1.5小时，水热罐的填充度为0.6，使用的水热前驱体溶液为0.42g钛酸丁酯与30ml溶剂的混合溶液，溶剂为体积比为1:1的去离子水与浓盐酸的混合溶液。获得的纳米棒阵列的长度约为250nm，纳米棒直径为38nm，纳米棒间隙约为120nm。使用旋涂法将P3HT与PCBM的质量比为1:1、质量浓度之和为28mg/ml的氯苯溶液旋涂于生长有二氧化钛纳米棒阵列薄膜的FTO玻璃基板上，使活性层物质良好填充于纳米阵列薄膜空隙中，并适当使活性层厚度高于纳米棒长度100nm，控制条件使溶剂挥发； 在上述结构之上使用旋涂法制作一层GO薄膜；使用热蒸镀法制作金属Al电极。
将制备的新型结构聚合物太阳能电池在太阳光模拟器提供的AM1.5光强照射下，使用数字源表进行光电性能测试，电池的短路电流密度为9.0mA/cm2，开路电压为605mV，光电转换效率为2.7%。
实施例4：
使用气相沉积法在FTO玻璃基板上制作一层二氧化钛薄膜，使用水热法在此基板上生长获得二氧化钛纳米棒阵列薄膜，水热温度为150℃，水热时间为1.5小时，水热罐的填充度为0.5，使用的水热前驱体溶液为0.35g钛酸丁酯与25ml溶剂的混合溶液，溶剂为体积比为1:1的去离子水与浓盐酸的混合溶液。获得的纳米棒阵列的长度约为250nm，纳米棒直径为38nm，纳米棒间隙约为120nm。使用旋涂法将P3HT与PCBM的质量比为1:1、质量浓度之和为28mg/ml的氯苯溶液旋涂于生长有二氧化钛纳米棒阵列薄膜的FTO玻璃基板上，使活性层物质良好填充于纳米阵列薄膜空隙中，并适当使活性层厚度高于纳米棒长度100nm，控制条件使溶剂挥发；在上述结构之上使用旋涂法制作一层GO薄膜；使用热蒸镀法制作金属Al电极。
将制备的新型结构聚合物太阳能电池在太阳光模拟器提供的AM1.5光强照射下，使用数字源表进行光电性能测试，电池的短路电流密度为9.1mA/cm2，开路电压为600mV，光电转换效率为2.7%。
实施例5：
使用氧化铝模板法，在预先使用ZnO前驱体旋涂法覆盖一层ZnO薄膜的ITO-PEN柔性基板上生长获得ZnO纳米棒阵列薄膜。获得的纳米棒阵列的长度约为250nm，纳米棒直径为38nm，纳米棒间隙约为120nm。使用旋涂法将P3HT与PCBM的氯苯溶液旋涂于生长有二氧化钛纳米棒阵列薄膜的FTO玻璃基板上，使活性层物质良好填充于纳米阵列薄膜空隙中，并适当使活性层厚度高于纳米棒长度100nm，控制条件使溶剂挥发；在上述结构之上使用旋涂法制作一层GO薄膜；使用热蒸镀法制作金属Al电极。
将制备的新型结构聚合物太阳能电池在太阳光模拟器提供的AM1.5光强照射下，使用数字源表进行光电性能测试，电池的短路电流密度为9.7mA/cm2，开路电压为600mV，光电转换效率为2.7%。
实施例6：
使用电沉积法，在预先使用ZnO磁控溅射法覆盖一层ZnO薄膜的FTO玻璃基板上生长获得ZnO纳米棒阵列薄膜。获得的纳米棒阵列的长度约为300nm，纳米棒直径为40nm，纳米棒间隙约为120nm。使用旋涂法将P3HT与PCBM的氯苯溶液旋涂于生长有二氧化钛纳米棒阵列薄膜的FTO玻璃基板上，使活性层物质良好填充于纳米阵列薄膜空隙中，并适当使活性层厚度高于纳米棒长度100nm，控制条件使溶剂挥发；在上述结构之上使用旋涂法制作一层GO薄膜；使用热蒸镀法制作金属Al电极。
将制备的新型结构聚合物太阳能电池在太阳光模拟器提供的AM1.5光强照射下，使用数字源表进行光电性能测试，电池的短路电流密度为15.0mA/cm2，开路电压为600mV，光电转换效率为4.0%。
实施例7：
使用电沉积法，在预先使用ZnO前驱体旋涂法覆盖一层ZnO薄膜的FTO玻璃基板上生长获得ZnO纳米棒阵列薄膜。获得的纳米棒阵列的长度约为300nm，纳米棒直径为40nm，纳米棒间隙约为120nm。使用旋涂法将P3HT与PCBM的氯苯溶液旋涂于生长有二氧化钛纳米棒阵列薄膜的FTO玻璃基板上，使活性层物质良好填充于纳米阵列薄膜空隙中，并适当使活性层厚度高于纳米棒长度100nm，控制条件使溶剂挥发；在上述结构之上使用旋涂法制作一层GO薄膜；使用热蒸镀法制作金属Al电极。
将制备的新型结构聚合物太阳能电池在太阳光模拟器提供的AM1.5光强照射下，使用数字源表进行光电性能测试，电池的短路电流密度为15.0mA/cm2，开路电压为600mV，光电转换效率为4.0%。
实施例8：
使用水热法，在预先使用ZnO前驱体旋涂法覆盖一层ZnO薄膜的FTO玻璃基板上生长获得ZnO纳米棒阵列薄膜。获得的纳米棒阵列的长度约为200nm，纳米棒直径为40nm，纳米棒间隙约为150nm。使用旋涂法将P3HT与PCBM的氯苯溶液旋涂于生长有二氧化钛纳米棒阵列薄膜的FTO玻璃基板上，使活性层物质良好填充于纳米阵列薄膜空隙中，并适当使活性层厚度高于纳米棒长度50nm，控制条件使溶剂挥发；在上述结构之上使用旋涂法制作一层GO薄膜；使用热蒸镀法制作金属Al电极。
将制备的新型结构聚合物太阳能电池在太阳光模拟器提供的AM1.5光强照射下，使用数字源表进行光电性能测试，电池的短路电流密度为10.0mA/cm2，开路电压为620mV，光电转换效率为3.0%。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种聚合物太阳能电池，为反转结构，包括以下部分：（1）透明导电基板；（2）电子收集层；（3）活性层；（4）空穴收集层；（5）金属电极，其特征在于：该聚合物太阳能电池的电子收集层分为两层，第一电子收集层为覆盖在所述透明导电基板上的二维平面薄膜，第二电子收集层设在所述第一电子收集层上，所述第二电子收集层为具有一维纳米阵列结构的薄膜。
2.根据权利要求1所述的聚合物太阳能电池，其特征在于：一维纳米阵列结构薄膜空隙中填充所述活性层，且活性层厚度高于一维纳米阵列长度10～200nm。
3.根据权利要求1所述的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述的一维纳米阵列结构包括纳米棒阵列或纳米线阵列，该阵列其一维结构长度为50～2000nm，直径为10～200nm，阵列的间隙尺寸为10～1000nm。
4.根据权利要求1所述的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述的第一电子收集层厚度为1nm～200nm。
5.根据权利要求1所述的聚合物太阳能电池，其特征在于：第一电子收集层及第二电子收集层材料均包括TiO2、ZnO或SnO2及上述半导体氧化物的掺杂物。
6.根据权利要求1所述的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述的透明导电基板包括FTO玻璃、ITO玻璃、AZO玻璃及ITO-PEN柔性基板；
所述的活性层由作为给体的共轭高分子材料及作为受体的富勒烯衍生物构成，其中，所述的共轭高分子材料包括聚噻吩或其衍生物、聚苯撑乙烯或其衍生物及上述至少两种的混合物，所述的富勒烯衍生物包括C60或其衍生物及上述至少两种的混合物；
所述的空穴收集层功函数高于4.4eV，所述的空穴收集层材料包括石墨烯氧化物、PEDOT:PSS、MoO3和V2O5；
所述的金属电极材料包括Al和Ag。
7.一种聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：在透明导电基板上制备第一电子收集层，在第一电子收集层上制备第二电子收集层，第一电子收集层为覆盖在透明导电基板上的二维平面薄膜，第二电子收集层设在第一电子收集层上，第二电子收集层为具有一维纳米阵列结构的薄膜，再将一维纳米阵列结构薄膜空隙中填充所述活性层，并使活性层厚度高于一维纳米阵列长度，然后在活性层上依次制备空穴收集层和金属电极。
8.根据权利要求7所述的聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于：第二电子收集层制备方法包括溶剂热法、模板法、电沉积法及阳极氧化法，一维纳米阵列结构在制作后直接使用或通过高温烧结提高结晶性后使用。
9.根据权利要求7所述的聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于：活性层厚度高于一维纳米阵列长度10～200nm。
10.根据权利要求7所述的聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述的溶剂热法的溶剂包括标准条件下沸点0～300℃的溶剂及其相互混合物，溶液中可添加控制水热晶体生长取向的有机物、氟化物、盐酸等调节晶面能的化合物，使用的溶剂热前驱体金属源包括钛、锌、锡的金属单质、有机金属化合物、无机盐，及其水解后的溶胶-凝胶；
所述的模板法的模板包括氧化铝及氧化硅模板，使用的模板法前驱体金属源包括钛、锌、锡的金属单质、有机金属化合物、无机盐，及其水解后的溶胶-凝胶；
所述的电沉积法前驱体金属源包括钛、锌、锡的金属单质、有机金属化合物、无机盐，及其水解后的溶胶-凝胶；
所述的阳极氧化法基板包括钛、锌、锡的金属单质及其氧化物。
CN2012103572709A 2012-09-21 2012-09-21 一种聚合物太阳能电池及其制备方法 Pending CN102867916A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012103572709A CN102867916A (zh) 2012-09-21 2012-09-21 一种聚合物太阳能电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012103572709A CN102867916A (zh) 2012-09-21 2012-09-21 一种聚合物太阳能电池及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102867916A true CN102867916A (zh) 2013-01-09

Family

ID=47446633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012103572709A Pending CN102867916A (zh) 2012-09-21 2012-09-21 一种聚合物太阳能电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102867916A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103078057A (zh) * 2013-01-29 2013-05-01 苏州大学 有机太阳能电池及其制作方法
CN108493346A (zh) * 2018-04-25 2018-09-04 中国工程物理研究院化工材料研究所 基于氧化锡纳米棒阵列的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN108899428A (zh) * 2018-06-28 2018-11-27 北京理工大学 一种半透明有机太阳能电池器件制作方法
CN109216552A (zh) * 2018-07-25 2019-01-15 华南理工大学 一种Bi2O2S包覆的纳米棒阵列的制备方法与在太阳能电池的应用
CN111009614A (zh) * 2019-12-20 2020-04-14 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 基于一维富勒烯材料/pedot:pss复合薄膜的高灵敏度光电探测器的构筑方法
CN112786793A (zh) * 2020-12-24 2021-05-11 隆基绿能科技股份有限公司 复合载流子传输层及其制备方法、太阳能电池和发光器件
CN112993171A (zh) * 2019-12-18 2021-06-18 有研工程技术研究院有限公司 用于钙钛矿太阳能电池的二氧化钛电子传输层的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102201539A (zh) * 2011-04-22 2011-09-28 华北电力大学 一种反向结构聚合物太阳电池及其制备方法
CN102222572A (zh) * 2011-03-21 2011-10-19 中国科学院半导体研究所 纳米线阵列/纳米晶多孔膜复合结构光阳极的制备方法
CN102231332A (zh) * 2011-03-31 2011-11-02 中国科学院安徽光学精密机械研究所 基于二氧化钛纳米棒阵列薄膜的柔性染料敏化太阳电池及其制备方法
CN102364715A (zh) * 2011-10-26 2012-02-29 华北电力大学 一种反向结构聚合物太阳电池及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102222572A (zh) * 2011-03-21 2011-10-19 中国科学院半导体研究所 纳米线阵列/纳米晶多孔膜复合结构光阳极的制备方法
CN102231332A (zh) * 2011-03-31 2011-11-02 中国科学院安徽光学精密机械研究所 基于二氧化钛纳米棒阵列薄膜的柔性染料敏化太阳电池及其制备方法
CN102201539A (zh) * 2011-04-22 2011-09-28 华北电力大学 一种反向结构聚合物太阳电池及其制备方法
CN102364715A (zh) * 2011-10-26 2012-02-29 华北电力大学 一种反向结构聚合物太阳电池及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MINGJUN WANG. ETC.: "Thickness dependence of the MoO3 blocking layers on ZnO nanorod inverted organic photovoltaic devices", 《APPLIED PHYSICS LETTER》, no. 98, 10 March 2011 (2011-03-10), pages 103305 - 1 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103078057A (zh) * 2013-01-29 2013-05-01 苏州大学 有机太阳能电池及其制作方法
CN103078057B (zh) * 2013-01-29 2016-01-20 苏州大学 有机太阳能电池及其制作方法
CN108493346A (zh) * 2018-04-25 2018-09-04 中国工程物理研究院化工材料研究所 基于氧化锡纳米棒阵列的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN108899428A (zh) * 2018-06-28 2018-11-27 北京理工大学 一种半透明有机太阳能电池器件制作方法
CN109216552A (zh) * 2018-07-25 2019-01-15 华南理工大学 一种Bi2O2S包覆的纳米棒阵列的制备方法与在太阳能电池的应用
CN109216552B (zh) * 2018-07-25 2020-07-28 华南理工大学 一种Bi2O2S包覆的纳米棒阵列的制备方法与在太阳能电池的应用
CN112993171A (zh) * 2019-12-18 2021-06-18 有研工程技术研究院有限公司 用于钙钛矿太阳能电池的二氧化钛电子传输层的制备方法
CN111009614A (zh) * 2019-12-20 2020-04-14 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 基于一维富勒烯材料/pedot:pss复合薄膜的高灵敏度光电探测器的构筑方法
CN111009614B (zh) * 2019-12-20 2023-05-30 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 基于一维富勒烯材料/pedot:pss复合薄膜的高灵敏度光电探测器的构筑方法
CN112786793A (zh) * 2020-12-24 2021-05-11 隆基绿能科技股份有限公司 复合载流子传输层及其制备方法、太阳能电池和发光器件
WO2022134993A1 (zh) * 2020-12-24 2022-06-30 隆基绿能科技股份有限公司 复合载流子传输层及其制备方法、太阳能电池和发光器件
CN112786793B (zh) * 2020-12-24 2023-10-10 隆基绿能科技股份有限公司 复合载流子传输层及其制备方法、太阳能电池和发光器件

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Engineering flexible dye-sensitized solar cells for portable electronics
Raj et al. A critical review of recent developments in nanomaterials for photoelectrodes in dye sensitized solar cells
Yin et al. Graphene‐based materials for solar cell applications
CN102867916A (zh) 一种聚合物太阳能电池及其制备方法
CN102447064B (zh) 一种聚合物太阳能电池及其制备方法
CN102983277B (zh) 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
CN203377110U (zh) 一种染料敏化太阳能电池复合结构对电极
CN101577228B (zh) 一种三维结构的异质结器件的制备方法
Yugis et al. Review on metallic and plastic flexible dye sensitized solar cell
CN103904224A (zh) 一种基于无机量子点的有机光伏电池及制备方法
Cao et al. CdS/CdSe co-sensitized hierarchical TiO 2 nanofiber/ZnO nanosheet heterojunction photoanode for quantum dot-sensitized solar cells
CN105304819A (zh) 一种包含钙钛矿材料的太阳能电池及其制备方法
Kasaudhan et al. Incorporation of ${\rm TiO} _ {2} $ Nanoparticles Into ${\rm SnO} _ {2} $ Nanofibers for Higher Efficiency Dye-Sensitized Solar Cells
CN103000709B (zh) 背电极、背电极吸收层复合结构及太阳能电池
CN104037324A (zh) 一种基于硫化镉纳米阵列的钙钛矿杂化太阳电池
CN103151462A (zh) 一种基于TiO2同质核壳纳米阵列的有机/无机杂化太阳电池及其制备方法
CN105355790A (zh) 适于生产的低成本钙钛矿太阳能电池
CN102544382A (zh) 一种反结构有机太阳能电池的制备方法
Woo Choi et al. Optimization of antireflective zinc oxide nanorod arrays on seedless substrate for bulk-heterojunction organic solar cells
KR101458565B1 (ko) 유기 태양전지 및 이의 제조방법
CN103290474B (zh) 一种锗纳米管的制备方法
CN105720199A (zh) 一种大面积有机薄膜太阳能电池及其制备方法
CN105304818A (zh) 一种高转化效率的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN102280586A (zh) 反转结构的聚合物太阳能电池及其制备方法
CN104851979A (zh) 一种富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物电子受体材料配方

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C05 Deemed withdrawal (patent law before 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130109