CN103824943A - 太阳能电池器件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能电池器件，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、活性层、光取出复合层、金属氟化物层、电子缓冲层及阴极，所述活性层的材料选自P3HT:PCBM、MODO-PPV:PCBM及MEH-PPV:PCBM中的至少一种，所述光取出复合层的材料包括炭气凝胶及空穴缓冲材料，所述空穴缓冲材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合物，所述炭气凝胶与所述空穴缓冲材料的质量比为5%~20%，所述金属氟化物层的材料选自氟化镁、氟化钠及氟化钙中的至少一种。该太阳能电池器件的能量转换效率较高。此外，还提供了一种太阳能电池器件的制备方法。

Description

太阳能电池器件及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种太阳能电池器件及其制备方法。
【背景技术】
太阳能电池器件由于具有廉价、清洁、可再生等优点而得到了广泛的应用。目前常用的太阳能电池器件结构包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、活性层、电子缓冲层及阴极。活性层的激子分离产生空穴和电子后，空穴到达阳极，电子到达阴极，从而被电极收集，形成有效的能量转换。目前常用的太阳能电池对太阳光的吸收率较低，从而导致太阳能电池的能量转换效率较低。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种能量转换效率较高的太阳能电池器件及其制备方法。
一种太阳能电池器件，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、活性层、光取出复合层、金属氟化物层、电子缓冲层及阴极，所述活性层的材料选自P3HT:PCBM、MODO-PPV:PCBM及MEH-PPV:PCBM中的至少一种，所述光取出复合层的材料包括炭气凝胶及空穴缓冲材料，所述空穴缓冲材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合物，所述炭气凝胶与所述空穴缓冲材料的质量比为5%~20%，所述金属氟化物层的材料选自氟化镁、氟化钠及氟化钙中的至少一种。
在优选的实施例中，所述光取出复合层的厚度为20nm~80nm。
在优选的实施例中，所述金属氟化物层的厚度为5nm~30nm。
在优选的实施例中，所述空穴缓冲层的材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合物。
在优选的实施例中，所述电子缓冲层选自氟化锂、碳酸锂及碳酸铯中的至少一种。
一种太阳能电池器件的制备方法，包括以下步骤：
在阳极表面依次旋涂制备空穴缓冲层及活性层，所述活性层的材料选自P3HT:PCBM、MODO-PPV:PCBM及MEH-PPV:PCBM中的一种；
在所述活性层表面旋涂含有炭气凝胶及空穴传输材料的悬浮液制备光取出复合层，所述空穴缓冲材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合物，所述炭气凝胶与所述空穴缓冲材料的质量比为5%~20%；
在所述光取出复合层表面蒸镀制备金属氟化物层，所述金属氟化物层的材料选自氟化镁、氟化钠及氟化钙中的至少一种；及
在所述金属氟化物层表面依次蒸镀制备电子缓冲层及阴极。
在优选的实施例中，所述光取出复合层的厚度为20nm~80nm。
在优选的实施例中，所述炭气凝胶的粒径为20nm~200nm。
在优选的实施例中，所述金属氟化物层的厚度为5nm~30nm。
在优选的实施例中，所述空穴缓冲层的材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合物。
上述太阳能电池器件及其制造方法，通过设置光取出复合层及金属氟化物层能提高太阳能电池器件的电子传输速率及光吸收率，炭气凝胶为中孔结构，比表面积较大，粒径较大，且孔隙率较高，可形成较好的电子传输路径，电子可在其中进行快速的传输，提高电子的传输速率，同时，比表面积大可对光有一定的散射作用，而在制备光取出复合层层之后，再制备一层折射率为1.4-1.6的金属氟化物层，金属氟化物层可对从活性层逃逸的光进行捕获，再次反射回到活性层（活性层折射率一般为1.7，从活性层到光取出复合层再到金属氟化物层，可以产生全反射，使部分光反射回来），从而提高太阳能电池器件的能量转换效率；通过旋涂方法制备光取出复合层，与活性层的旋涂工艺相容性较好，界面分离比较明显，有效避免电子缺陷的存在。
【附图说明】
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为一实施例的太阳能电池器件的结构示意图；
图2为一实施例的太阳能电池器件的制备方法的流程图；
图3为实施例1的太阳能电池器件的电流密度与电压关系图。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1，一实施例的太阳能电池器件100包括依次层叠的阳极10、空穴缓冲层20、活性层30、光取出复合层40、金属氟化物层50、电子缓冲层60及阴极70。
阳极10为铟锡氧化物玻璃（ITO）、掺氟的氧化锡玻璃（FTO），掺铝的氧化锌玻璃（AZO）或掺铟的氧化锌玻璃（IZO）。
空穴缓冲层20形成于阳极10表面。空穴缓冲层20的材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩（PEDOT）与聚苯磺酸钠（PSS）的混合物。其中PEDOT与PSS的质量比为2:1~6:1，优选为6:1。空穴缓冲层20的厚度为20nm~80nm，优选为40nm。
活性层30形成于空穴缓冲层20表面。活性层30的材料选自P3HT(聚3-己基噻吩):PCBM（富勒烯的丁酸甲酯衍生物）、MODO-PPV（聚2-甲氧基-5-(3,7-二甲基辛氧基)对苯撑乙烯）:PCBM及MEH-PPV（聚（2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑）:PCBM中的一种。其中P3HT:PCBM的质量为1:0.8～1:1，MODO-PPV:PCBM的质量比为1:1~1:4，MEH-PPV:PCBM的质量为1:1~1:4，活性层30的材料优选为质量比为1:0.8的P3HT:PCBM。活性层30的厚度为80nm~300nm，优选为200nm。
光取出复合层40形成于活性层30表面。光取出复合层40的材料包括炭气凝胶及空穴传输材料。其中空穴缓冲材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩（PEDOT）与聚苯磺酸钠（PSS）的混合物。其中PEDOT与PSS的质量比为2:1~6:1，优选为6:1。炭气凝胶与空穴缓冲材料的质量比为5%~20%。光取出复合层40的厚度为20nm~80nm。
金属氟化物层50形成于光取出复合层40表面。金属氟化物层50的材料选自氟化镁（MgF2）、氟化钠（NaF）及氟化钙（CaF2）中的至少一种。金属氟化物层50的折射率为1.4~1.6。金属氟化物层50的厚度为5nm~30nm。
电子缓冲层60形成于金属氟化物层50表面。电子缓冲层60的材料为氟化锂（LiF）、碳酸锂（Li2CO3）或碳酸铯（Cs2CO3），优选为LiF。电子缓冲层60的厚度为0.5nm~10nm，优选为1nm。
阴极70形成于电子缓冲层60表面。阴极70为金属阴极，阴极70的材料选自铝（Al）、银（Ag）、金（Au）及铂（Pt）中的至少一种，优选为Al。阴极70的厚度为80nm~200nm，优选为150nm。
该太阳能电池器件100，通过设置光取出复合层40及金属氟化物层50能提高太阳能电池器件100的电子传输速率及光吸收率，炭气凝胶为中孔结构，比表面积较大，粒径较大，且孔隙率较高，可形成较好的电子传输路径，电子可在其中进行快速的传输，提高电子的传输速率，同时，比表面积大可对光有一定的散射作用，而在制备光取出复合层40之后，再制备一层折射率为1.4-1.6的金属氟化物层50，金属氟化物层50可对从活性层30逃逸的光进行捕获，再次反射回到活性层50（活性层折射率一般为1.7，从活性层到光取出复合层再到金属氟化物层，可以产生全反射，使部分光反射回来），从而提高太阳能电池器件的能量转换效率。
请同时参阅图2，一实施例的太阳能电池器件100的制备方法，其包括以下步骤：
步骤S110、在阳极10表面依次旋涂制备空穴缓冲层20及活性层30。
阳极10为铟锡氧化物玻璃（ITO）、掺氟的氧化锡玻璃（FTO），掺铝的氧化锌玻璃（AZO）或掺铟的氧化锌玻璃（IZO）。
本实施方式中，对阳极10前处理包括去除阳极10表面的有机污染物及对阳极10进行等氧离子处理。将阳极10采用洗洁精、去离子水、丙酮、乙醇、异丙酮各超声波清洗15min，以去除基底10表面的有机污染物；对阳极10进行等氧离子处理时间为5min~15min，功率为10~50W。
空穴缓冲层20由PEDOT:PSS的水溶液旋涂在阳极10表面制成。旋涂的转速为2000rpm~6000rpm，时间为10s~30s。其中PEDOT与PSS的质量比为2:1~6:1，优选为6:1。PEDOT:PSS的质量浓度为1%~5%，优选为1.3%。旋涂后，在100℃~200℃下加热15~60min，优选的，旋涂后在150℃下加热30min。空穴缓冲层20的厚度为20nm~80nm，优选为40nm。
活性层30由活性层溶液旋涂在空穴缓冲层20表面制成。旋涂的转速为4000rpm~6000rpm，时间为10s~30s。活性层溶液中活性层材料的浓度为8mg/ml~30mg/ml，优选为18mg/ml。活性层溶液的溶剂选自甲苯、二甲苯、氯苯及氯仿中的至少一种，活性层材料选自P3HT:PCBM、MODO-PPV:PCBM及MEH-PPV:PCBM中的一种，其中，P3HT:PCBM的质量为1:0.8-1:1，MODO-PPV:PCBM的质量比为1:1~1:4，MEH-PPV:PCBM的质量比为1:1-1:4，优选的，活性层材料为质量比为1:0.8的P3HT:PCBM。旋涂活性层30在充满惰性气体的手套箱中进行，之后在50℃~200℃下退火5分钟~100分钟，或在室温下放置24~48小时，优选在200℃下退火5分钟。活性层30的厚度为80nm~300nm，优选为200nm。
步骤S120、在活性层30表面旋涂含有炭气凝胶及空穴传输材料的悬浮液制备光取出复合层40，空穴缓冲材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合物，炭气凝胶与空穴缓冲材料的质量比为5%~20%。
优选的，含有炭气凝胶及空穴传输材料的悬浮液中炭气凝胶的质量百分含量为10%~60%。进一步的，悬浮液中炭气凝胶的粒径为20nm~20nm。炭气凝胶初始状态是一种团聚结构，因为，粒径是要大的，当充分混合旋涂后，其团聚颗粒得到分散，得到的光取出复合层40中碳气凝胶的粒径较小。
PEDOT与PSS的质量比为2:1~6:1，优选为6:1。
优选的，旋涂的转速为500rpm~6000rpm，时间为5s~60s。旋涂后烘干得到的光取出复合层40的厚度为20nm~80nm。
步骤S130、在光取出复合层50表面蒸镀制备金属氟化物层60。
金属氟化物层60的材料选自氟化镁（MgF2）、氟化钠（NaF）及氟化钙（CaF2）中的至少一种。蒸镀时，将金属氟化物放在蒸发舟中，在真空压力为3×10-3~2×10-4Pa下进行，蒸镀速率为0.1nm/s~1nm/s。得到金属氟化物层的厚度为5nm~30nm。金属氟化物层50的折射率为1.4~1.6。
步骤S140、在金属氟化物层50表面依次蒸镀形成电子缓冲层60及阴极70。
电子缓冲层60形成于金属氟化物层50表面。电子缓冲层60的材料为氟化锂（LiF）、碳酸锂（Li2CO3）或碳酸铯（Cs2CO3），优选为LiF。电子缓冲层60的厚度为0.5nm~10nm，优选为1nm。蒸镀在真空压力为2×10-3~2×10-4Pa下进行，蒸镀速率为0.1nm/s~1nm/s。
阴极70形成于电子缓冲层60表面。阴极70的材料选自铝（Al）、银（Ag）、金（Au）及铂（Pt）中的至少一种，优选为Al。阴极70的厚度为80nm~200nm，优选为150nm。蒸镀在真空压力为2×10-3~2×10-4Pa下进行，蒸镀速率为1nm/s~10nm/s。
上述太阳能电池器件制备方法，通过旋涂方法制备光取出复合层40，与活性层30的旋涂工艺相容性较好，界面分离比较明显，有效避免电子缺陷的存在，提高太阳能电池器件的能量转换效率。
以下结合具体实施例对本发明提供的太阳能电池器件的制备方法进行详细说明。
本发明实施例及对比例所用到的制备与测试仪器为：高真空镀膜设备（沈阳科学仪器研制中心有限公司，压强<1×10-3Pa）、电流-电压测试仪（美国Keithly公司，型号：2602）、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。
实施例1
本实施例制备的结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/炭气凝胶：PEDOT:PSS/MgF2/LiF/Al的太阳能电池器件。
先将ITO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；清洗干净后对导电基底进行氧等离子处理，处理时间为5-15min，功率为10-50W；在上述基底上旋涂空穴缓冲层，采用浓度为1.3%的PEDOT:PSS的水溶液，其中，PEDOT与PSS的质量比为6:1，旋涂的转速为3500rpm，时间为20s，旋涂后在150℃下加热30min，空穴缓冲层厚度为40nm；接着旋涂活性层，活性层由浓度为18mg/ml的P3HT:PCBM溶液旋涂而成，溶剂为氯苯，其中P3HT:PCBM的质量为1:0.8，旋涂的转速为4500rpm，时间为15s，旋涂后在200℃下退火5分钟，活性层厚度为200nm；旋涂光取出复合层，光取出复合层由旋涂含有炭气凝胶及空穴传输材料的悬浮液制备，其中空穴传输层材料中PEDOT与PSS的质量比为5:1，炭气凝胶与空穴缓冲材料的质量比为10%，悬浮液中炭气凝胶的质量百分含量为30%，旋涂的转速为4000rpm，时间为15s，烘干后得到的光取出复合层的厚度为60nm；蒸镀制备金属氟化物层，材料为MgF2，厚度为10nm；蒸镀电子缓冲层，材料为LiF，厚度为1nm；蒸镀阴极，材料为Al，厚度为150nm，最后得到所需要的聚合物太阳能电池。蒸镀在真空压力为5×10-4Pa下进行，有机层的蒸镀速率为0.2nm/s。金属阴极的蒸镀速率为2nm/s。
请参阅图3，所示为实施例1中制备的结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/炭气凝胶：PEDOT:PSS/MgF2/LiF/Al的太阳能电池器件（曲线1）与传统的结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/LiF/Al太阳能电池器件（曲线2）的电流密度与电压关系，表1所示为实施例1中制备的结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/炭气凝胶：PEDOT:PSS/MgF2/LiF/Al的太阳能电池器件与传统的结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/LiF/Al太阳能电池器件的电流密度、电压、能量转换效率（η）及填充因子数据。传统的太阳能电池器件中各层厚度与实施例1制备的太阳能电池器件中各层厚度相同。
表1
电流密度（mA/cm2） 电压（V） η（%） 填充因子
曲线1 14.71 0.65 3.40 0.36
曲线2 8.75 0.72 2.04 0.34
从表1和图3可以看到，常用的太阳能电池器件电流密度为8.75mA/cm2，而加入光取出复合层和金属氟化物层的太阳能电池器件电流密度提高到了14.71mA/cm2，这说明，本发明通过制备光取出复合层和金属氟化物层，增强太阳能电池器件的电子传输速率与光吸收效率，对从活性层逃逸的光进行捕获，再次反射回到活性层从而提高光电转换效率。常用太阳能电池器件的能量转换效率为2.04%，而本实施例制备的太阳能电池器件的能量转换效率为3.40%，本实施例制备的太阳能电池器件的能量转换效率较高。
以下各个实施例的电流密度与电压关系曲线、电流密度、电压、能量转换效率及填充因子都与实施例1相类似，各太阳能电池器件也具有类似的能量转换效率，在下面不再赘述。
实施例2
本实施例制备的结构为IZO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:PCBM/炭气凝胶：PEDOT:PS S/NaF/LiF/Ag的太阳能电池器件。
先将IZO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；清洗干净后对导电基底进行氧等离子处理，处理时间为5-15min，功率为10-50W，旋涂制备空穴缓冲层，采用质量浓度为1%的PEDOT:PSS水溶液，PEDOT与PSS的质量比为2:1，旋涂的转速为2000rpm，时间为10s，旋涂后在100℃下加热60min，厚度控制在80nm；旋涂活性层，材料为MEH-PPV:PCBM，溶剂为氯仿，浓度为24mg/ml，MEH-PPV与PCBM的质量比为1:4，旋涂的转速为6000rpm，时间为10s，旋涂后在100℃下退火20min，厚度为160nm；旋涂光取出复合层，炭气凝胶粒径为200nm，光取出复合层由旋涂含有炭气凝胶及空穴传输材料的悬浮液制备，其中空穴传输层材料中PEDOT与PSS的质量比为6:1，炭气凝胶与空穴缓冲材料的质量比为5%，悬浮液中炭气凝胶的质量百分含量为10%，转速为500rpm，时间为5s，旋涂后烘干，厚度为80nm；蒸镀制备金属氟化物层，材料为NaF，厚度为5nm；蒸镀电子缓冲层，材料为LiF，厚度为0.5nm；蒸镀制备阴极，材料为Ag，厚度为80nm，最后得到所要的聚合物太阳能电池器件。蒸镀在真空压力为2×10-4Pa下进行，有机层的蒸镀速率为0.1nm/s。金属阴极的蒸镀速率为10nm/s。
实施例3
本实施例制备的结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:PCBM/炭气凝胶：PEDOT:PSS/CaF2/Li2CO3/Au的太阳能电池器件。
先将FTO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；清洗干净后对导电基底进行氧等离子处理，处理时间为5-15min，功率为10-50W；旋涂制备空穴缓冲层，采用浓度为5%的PEDOT:PSS水溶液，PEDOT与PSS的质量比为6:1，旋涂的转速为6000rpm，时间为10s，旋涂后在200℃下加热15min，厚度控制在20nm；旋涂活性层，材料为MEH-PPV:PCBM，溶剂为二甲苯，浓度为16mg/ml，MEH-PPV与PCBM质量比为1:3，旋涂的转速为4000rpm，时间为30s，旋涂后在100℃下退火100min，厚度为200nm；旋涂制备光取出复合层，炭气凝胶的粒径为20nm，光取出复合层由旋涂含有炭气凝胶及空穴传输材料的悬浮液制备，其中空穴传输层材料中PEDOT与PSS的质量比为2:1，炭气凝胶与空穴缓冲材料的质量比为20%，悬浮液中炭气凝胶的质量百分含量为60%，旋涂转速为6000rpm，时间为60s，旋涂后烘干，厚度为20nm；蒸镀制备金属氟化物层，材料为CaF2，厚度为30nm；蒸镀电子缓冲层，材料为Li2CO3，厚度为5nm；蒸镀阴极，材料为Au，厚度为180nm，最后得到所要的聚合物太阳能电池器件。蒸镀在真空压力为2×10-3Pa下进行，有机层的蒸镀速率为1nm/s。金属阴极的蒸镀速率为1nm/s。
实施例4
本实施例制备的结构为ITO/PEDOT:PSS/MDMO-PPV:PCBM/炭气凝胶：PEDOT:PSS/NaF/Cs2CO3/Al的太阳能电池器件。
先将ITO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；清洗干净后对导电基底进行氧等离子处理，处理时间为5-15min，功率为10-50W；旋涂制备空穴缓冲层，采用质量浓度为2.5%的PEDOT:PSS水溶液，PEDOT与PSS的质量比为3:1，旋涂的转速为5000rpm，时间为15s，旋涂后在150℃下加热40min，厚度控制在40nm；旋涂活性层，材料为MDMO-PPV:PCBM，溶剂为甲苯，浓度为8mg/ml，MDMO-PPV与PCBM的质量比为1:2，旋涂的转速为4000rpm，时间为20s，旋涂后在70℃下退火100min，厚度为300nm；旋涂制备光取出复合层，炭气凝胶的粒径为50nm，光取出复合层由旋涂含有炭气凝胶及空穴传输材料的悬浮液制备，其中空穴传输层材料中PEDOT与PSS的质量比为2.5:1，炭气凝胶与空穴缓冲材料的质量比为10%，悬浮液中炭气凝胶的质量百分含量为40%，转速为1500rpm，时间为10s，旋涂后烘干，厚度为35nm；蒸镀制备金属氟化物层，材料为NaF。厚度为15nm；接着蒸镀电子缓冲层，材料为Cs2CO3，厚度为10nm；蒸镀阴极，材料为Al，厚度为250nm，最后得到所要的聚合物太阳能电池器件。蒸镀在真空压力为8×10-4Pa下进行，有机层的蒸镀速率为0.5nm/s。金属阴极的蒸镀速率为5nm/s。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种太阳能电池器件，其特征在于，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、活性层、光取出复合层、金属氟化物层、电子缓冲层及阴极，所述活性层的材料选自P3HT:PCBM、MODO-PPV:PCBM及MEH-PPV:PCBM中的至少一种，所述光取出复合层的材料包括炭气凝胶及空穴缓冲材料，所述空穴缓冲材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合物，所述炭气凝胶与所述空穴缓冲材料的质量比为5%~20%，所述金属氟化物层的材料选自氟化镁、氟化钠及氟化钙中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于：所述光取出复合层的厚度为20nm~80nm。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于：所述金属氟化物层的厚度为5nm~30nm。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池器件，其特征在于：所述空穴缓冲层的材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合物。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于：所述电子缓冲层选自氟化锂、碳酸锂及碳酸铯中的至少一种。
6.一种太阳能电池器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在阳极表面依次旋涂制备空穴缓冲层及活性层，所述活性层的材料选自P3HT:PCBM、MODO-PPV:PCBM及MEH-PPV:PCBM中的一种；
在所述活性层表面旋涂含有炭气凝胶及空穴传输材料的悬浮液制备光取出复合层，所述空穴缓冲材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合物，所述炭气凝胶与所述空穴缓冲材料的质量比为5%~20%；
在所述光取出复合层表面蒸镀制备金属氟化物层，所述金属氟化物层的材料选自氟化镁、氟化钠及氟化钙中的至少一种；及
在所述金属氟化物层表面依次蒸镀制备电子缓冲层及阴极。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池器件的制备方法，其特征在于：所述光取出复合层的厚度为20nm~80nm。
8.根据权利要求6所述的太阳能电池器件的制备方法，其特征在于：所述炭气凝胶的粒径为20nm~200nm。
9.根据权利要求6所述的太阳能电池器件的制备方法，其特征在于：所述金属氟化物层的厚度为5nm~30nm。
10.根据权利要求6所述的太阳能电池器件的制备方法，其特征在于：所述空穴缓冲层的材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合物。
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