CN104011892B - 高聚物太阳能电池器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种高聚物太阳能电池(100)及其制造方法。所述太阳能电池(100)包括以下结构：导电阳极基底(10)、空穴缓冲层(20)、活性层(30)、电子传输层(40)和阴极(50)；电子传输层(40)的材质为掺杂了铯盐和金属颗粒的电子传输材料。所述太阳能电池(100)有效地提高了电子传输速率，降低了电子传输层(40)和阴极(50)间的势垒。
Description
【技术领域】
本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种高聚物太阳能电池器件及其制备方法。
【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。
目前常用的聚合物太阳能电池的结构为导电阳极/空穴缓冲层/活性层/电子缓冲层/阴极。而电子缓冲层一般为氟化锂(LiF)，厚度较薄，约0.7nm，可提高电子注入能力。但是，这种材料如果太厚(超过1nm)，会使器件的串联电阻急速上升，导致大部分的电压降都落在这个区域，最终影响了光电转换效率；而厚度较薄，往往导致成膜性不好，造成电子陷阱，使电子淬灭，最终影响能量转换效率。这就导致了电子缓冲层的厚度控制比较苛刻，因此也提高了制备难度。而在太阳能电池中，电子传输速率往往比空穴传输速率要低两个数量级，电子传输速率已经是制约太阳能电池的发展的一个重要原因。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种能够提高电子传输速率的高聚物太阳能电池器件。
一种高聚物太阳能电池器件，包括依次层叠的如下结构：导电阳极基底、空穴缓冲层、活性层、电子传输层和阴极；所述电子传输层的材质为掺杂了铯盐和金属颗粒的电子传输材料；所述金属颗粒的粒径范围为1nm～50nm，所述金属颗粒材质为铝、银、金或铂。
优选的，所述铯盐占所述电子传输层的质量百分比的5％～20％。
优选的，所述金属颗粒占所述电子传输层的质量百分比的0.5％～5％。
优选的，所述电子传输材料为2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基)苯基-1，3，4-恶二唑、4，7-二苯基-1，10-菲罗啉、1，2，4-三唑衍生物或N-芳基苯并咪唑。
优选的，所述铯盐为碳酸铯、叠氮铯、氟化铯或氯化铯。
优选的，所述电子传输层的厚度为5nm～40nm。
优选的，所述空穴缓冲层的材质为质量比为2∶1～6∶1的聚3，4-二氧乙烯噻吩和聚苯磺酸盐的混合物。
优选的，所述活性层的材质为质量比为1∶0.8～1∶1的聚3-己基噻吩和富勒烯的丁酸甲酯衍生物的混合物；
或者，所述活性层的材质为质量比为1∶1～1∶4的聚[2-甲氧基-5-(3，7-二甲基辛氧基)对苯撑乙烯]和富勒烯的丁酸甲酯衍生物的混合物；
或者，所述活性层的材质为质量比为1∶1～1∶4的聚[2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑]和富勒烯的丁酸甲酯衍生物的混合物。
优选的，所述导电阳极基底的材质为铟锡氧化物玻璃、掺氟氧化锡玻璃、掺铝的氧化锌玻璃或掺铟的氧化锌玻璃；
所述阴极的材质为铝、银、金或铂。
一种高聚物太阳能电池器件的制备方法，包括如下步骤：
对导电阳极基底进行预处理；
在所述导电阳极基底上旋涂形成空穴缓冲层；
在所述空穴缓冲层上旋涂形成活性层；
在所述活性层上蒸镀掺杂了铯盐和金属颗粒的电子传输材料，形成电子传输层；及
在所述电子传输层上形成阴极，得到所述高聚物太阳能电池器件。
上述高聚物太阳能电池器件的电子传输层材质为掺杂了铯盐和金属颗粒的电子传输材料，通过电子传输材料掺杂铯盐形成n掺杂，有效的提高了电子传输速率，并且使电子传输层与活性层之间的能带弯曲，降低了电子在这个界面的注入势垒，有利于电子的注入。再通过掺杂金属颗粒，使电子传输层与阴极之间的势垒降低，有利于电子最终注入到电极中被电极收集，形成有效的光电转换；同时，金属颗粒的存在，使这种三元掺杂得到的电子传输层的成膜质量大大提高，膜层粗糙度降低，膜层更平滑，从而使电子传输层产生电子陷阱的几率大大降低，更有利于电子的传输，最终提高高聚物太阳能电池器件的能量转换效率。
【附图说明】
图1为一实施方式的高聚物太阳能电池器件的结构示意图；
图2为图1所示高聚物太阳能电池器件的制备方法的流程图；
图3为实施例1制备的高聚物太阳能电池器件与传统的高聚物太阳能电池器件的电流密度-电压曲线图。
【具体实施方式】
下面结合附图及具体实施例对高聚物太阳能电池器件及其制备方法作进一步说明。
如图1所示的一实施方式的高聚物太阳能电池器件100，包括依次层叠的如下结构：导电阳极基底10、空穴缓冲层20、活性层30、电子传输层40和阴极50。
导电阳极基底10的材质可以为铟锡氧化物玻璃(ITO)、掺氟氧化锡玻璃(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的材质为质量比为2∶1～6∶1的聚3，4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)和聚苯磺酸盐(PSS)的混合物。空穴缓冲层20的厚度控制在20nm～80nm。可以通过将质量比为2∶1～6∶1、质量百分比为1％～5％的聚3，4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)和聚苯磺酸盐(PSS)的水溶液，旋涂在导电阳极基底10上后在100℃～200℃的条件下加热15min～60min制得。优选采用质量比为6∶1、质量百分比为1.3％的PEDOT和PSS的水溶液，旋涂后200℃下加热30min，厚度为40nm。
活性层30的材质为以富勒烯的丁酸甲酯衍生物(PCBM)为受体的混合物。活性层30的厚度可以为80nm～300nm。
具体的，活性层30的材质可以为质量比为1∶0.8～1∶1的聚3-己基噻吩(P3HT)和富勒烯的丁酸甲酯衍生物(PCBM)的混合物。
或者，活性层30的材质可以为质量比为1∶1～1∶4的聚[2-甲氧基-5-(3，7-二甲基辛氧基)对苯撑乙烯](MDMO～PPV)和富勒烯的丁酸甲酯衍生物(PCBM)的混合物。
或者，活性层30的材质可以为质量比为1∶1～1∶4的聚[2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑](MEH-PPV)和富勒烯的丁酸甲酯衍生物(PCBM)的混合物。
优选的，活性层30的材质为质量比为1∶3的MEH-PPV∶PCBM，活性层30的厚度为200nm。
电子传输层40的材质为掺杂了铯盐和金属颗粒的电子传输材料。
铯盐占电子传输层40的质量百分比的5％～20％。
铯盐可以为碳酸铯(Cs2CO3)、叠氮铯(CsN3)、氟化铯(CsF)或氯化铯(CsCl)。
金属颗粒占电子传输层40的质量百分比的0.5％～5％。
金属颗粒的粒径范围为1nm～50nm。优选的，金属颗粒的粒径范围为10nm～30nm。
金属颗粒的材质选择导电率高、功函数在4.2eV以上且熔点在2000℃以下的金属。一般还要求将该金属制成10nm厚的薄膜时，可见光透过率大于90％。具体的，可以为铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或铂(Pt)。
电子传输材料可以为2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基)苯基-1，3，4-恶二唑(PBD)、4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(Bphen)、1，2，4-三唑衍生物(如TAZ)或N-芳基苯并咪唑(TPBI)。
电子传输层40的厚度为5nm～40nm。
阴极50的材质可以为铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或铂(Pt)。
阴极50的厚度可以为80nm～250nm。
优选的，阴极50的材质为Al，厚度为150nm。
这种高聚物太阳能电池器件100的电子传输层40的材质为掺杂铯盐和金属颗粒的电子传输材料，通过电子传输材料掺杂铯盐形成n掺杂，有效的提高了电子传输速率，并且使电子传输层40与活性层30之间的能带弯曲，降低了电子在这个界面的注入势垒，有利于电子的注入。再通过掺杂金属颗粒，使电子传输层40与阴极50之间的势垒降低，有利于电子最终注入到电极中被电极收集，形成有效的光电转换；同时，金属颗粒的存在，使这种三元掺杂得到的电子传输层40的成膜质量大大提高，膜层粗糙度降低，膜层更平滑，从而使电子传输层40产生电子陷阱的几率大大降低，更有利于电子的传输，最终提高高聚物太阳能电池器件100的能量转换效率。
如图2所示的上述高聚物太阳能电池器件100的制备方法，包括如下步骤：
步骤S10、对导电阳极基底10进行预处理。
导电阳极基底10的材质可以为铟锡氧化物玻璃(ITO)、掺氟氧化锡玻璃(FTO)、掺铝的氧化锌玻璃(AZO)或掺铟的氧化锌玻璃(IZO)。
预处理过程为：清洗导电阳极基底10，然后对导电阳极基底10进行氧等离子处理或臭氧-紫外线处理。
具体的，先将导电阳极基底10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、乙醇和异丙醇各超声15min，去除玻璃表面的有机污染物。清洗干净后对导电阳极基底10进行氧等离子处理或臭氧-紫外线处理。氧等离子处理时间为5min～15min，功率为10W～50W。臭氧-紫外线处理时间为5min～20min。
步骤S20、在导电阳极基底10表面旋涂形成空穴缓冲层20。
空穴缓冲层20的材质为质量比为2∶1～6∶1的PEDOT(聚3，4-二氧乙烯噻吩)和PSS(聚苯磺酸盐)的混合物。可以通过将质量比为2∶1～6∶1、质量百分比为1％～5％的PEDOT(聚3，4-二氧乙烯噻吩)和PSS(聚苯磺酸盐)的水溶液，旋涂导电阳极基底10上后在100℃～200℃的条件下加热15min～60min制得。
空穴缓冲层20的厚度控制在20nm～80nm。
优选采用质量比为6∶1、质量百分比为1.3％的PEDOT和PSS的水溶液，旋涂后200℃下加热30min，厚度为40nm。
步骤S30、在空穴缓冲层20上旋涂形成活性层30。
将活性物质溶解在有机溶剂中得到活性物质溶液。在保护气体氛围下，将活性物质溶液旋涂在空穴缓冲层20表面，干燥后得到活性层30。
活性物质溶液中，活性物质的总浓度为8mg/L～30mg/L。
活性物质溶液用于旋涂制备活性层30，活性物质选择为以富勒烯的丁酸甲酯衍生物(PCBM)为受体的体系。
具体的，活性物质可以为质量比为1∶0.8～1∶1的聚3-己基噻吩(P3HT)和富勒烯的丁酸甲酯衍生物(PCBM)的混合物。
或者，活性物质可以为质量比为1∶1～1∶4的聚[2-甲氧基-5-(3，7-二甲基辛氧基)对苯撑乙烯](MDMO-PPV)和富勒烯的丁酸甲酯衍生物(PCBM)的混合物。
或者，活性物质可以为质量比为1∶1～1∶4的聚[2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑](MEH-PPV)和富勒烯的丁酸甲酯衍生物(PCBM)的混合物。
有机溶剂可以为甲苯、二甲苯、氯苯和氯仿中的一种或两种。
优选的，活性物质溶液为质量比为1∶3、总浓度为24mg/mL的MEH-PPV和PCBM的氯苯溶液。
保护气体氛围可以为氮气氛围或惰性气体氛围。
活性层30的厚度可以为80nm～300nm，优选为200nm。
干燥得到活性层30的操作具体可以为室温下放置24h～48h或50℃～100℃下退火10min～100min。优选为100℃下退火45min。
步骤S40、在活性层30上蒸镀掺杂了铯盐和金属颗粒的电子传输材料，形成电子传输层40。
铯盐占电子传输层40的质量百分比的5％～20％。
铯盐可以为碳酸铯(Cs2CO3)、叠氮铯(CsN3)、氟化铯(CsF)或氯化铯(CsCl)。
金属颗粒占电子传输层40的质量百分比的0.5％～5％。
金属颗粒的粒径范围为1nm～50nm。优选的，金属颗粒的粒径范围为10nm～30nm。
金属颗粒的材质选择导电率高、功函数在4.2eV以上且熔点在2000℃以下的金属。一般还要求将该金属制成10nm厚的薄膜时，可见光透过率大于90％。具体的，可以为铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或铂(Pt)。电子传输材料可以为2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基)苯基-1，3，4-恶二唑(PBD)、4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(Bphen)、1，2，4-三唑衍生物(如TAZ)或N-芳基苯并咪唑(TPBI)。
电子传输层40的厚度为5nm～40nm。
步骤S50、在电子传输层40上形成阴极50，得到高聚物太阳能电池器件100。
阴极50的材质可以为铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或铂(Pt)。
阴极50的厚度可以为80nm～250nm。
优选的，阴极50的材质为Al，厚度为150nm。
下面为具体实施例。
下述实施例中，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
本实施例制备得到的高聚物太阳能电池器件的结构为：ITO/(PEDOT：PSS)/(MEH-PPV：PCBM)/(Bhpen：Cs2CO3：Ag)/Al。
上述高聚物太阳能电池器件的制备工艺如下：
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。清洗干净后进行氧等离子处理，处理时间为5min，功率为30W。然后将质量比为6∶1、质量百分比为1.3％的PEDOT和PSS的水溶液，旋涂在ITO上，200℃下加热30min，制得厚度为40nm的空穴缓冲层。接着在氮气氛围下，将质量比为1∶3、总浓度为24mg/mL的MEH-PPV和PCBM的氯苯溶液旋涂在空穴缓冲层上，室温下放置48h，制得厚度为200nm的活性层。接着蒸镀材料为Bhpen∶Cs2CO3∶Ag(其中，Cs2CO3和Ag颗粒为掺杂材料，Cs2CO3占质量百分比的10％，Ag颗粒的粒径为30nm，Ag颗粒占质量百分比的1％)、且厚度为25nm的电子传输层。最后蒸镀阴极，材料为Al，厚度为150nm，得到所需要的高聚物太阳能电池器件。
图3为实施例1制得的高聚物太阳能电池器件与传统的高聚物太阳能电池器件的电流密度-电压曲线图。
曲线1为实施例1制得的高聚物太阳能电池器件的电流密度-电压曲线，曲线2为传统的高聚物太阳能电池器件的电流密度-电压曲线。
传统的高聚物太阳能电池器件的结构与实施例1制得的高聚物太阳能电池器件的区别仅在于电子传输层，传统的高聚物太阳能电池器件的电子传输层的材质为LiF，厚度为0.7nm。
读图3，并对高聚物太阳能电池器件进行光电流测试(在大气氛围、100mW/cm2的光强下进行测试，光照面积为0.09mm2)，具体数据如下表：
[Table 1]
可以看到，传统的高聚物太阳能电池器件的电流密度为5.21mA/cm2，而实施例1制备的的高聚物太阳能电池器件的电流密度提高到了6.48mA/cm2。这说明，使用了三元掺杂的电子传输层的高聚物太阳能电池器件，可以有效提高电子的传输速率，使活性层-电子传输层-阴极之间的电子注入势垒降低，有效提高电子的注入和传输效率，最终使器件的能量转换效率得到了增强。传统的高聚物太阳能电池器件的能量转换效率为1.02％，而实施例1制备的高聚物太阳能电池器件的能量转换效率为1.38％。
实施例2
本实施例制备得到的高聚物太阳能电池器件的结构为：IZO/(PEDOT：PSS)/(MDMO-PPV：PCBM)/(PBD：CsF：Al)/Ag。
上述高聚物太阳能电池器件的制备工艺如下：
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。清洗干净后进行氧等离子处理，处理时间为5min，功率为30W。然后将质量比为2∶1、质量百分比为5％的PEDOT和PSS的水溶液，旋涂在IZO上，100℃下加热60min，制得厚度为20nm的空穴缓冲层。接着在氩气氛围下，将质量比为1∶4、总浓度为8mg/mL的MDMO-PPV和PCBM的二甲苯溶液旋涂在空穴缓冲层上，200℃下退火5min，制得厚度为300nm的活性层。接着蒸镀材料为PBD∶CsF∶Al(其中，CsF和Al为掺杂材料，CsF占质量百分比的20％，Al颗粒的粒径为10nm，Al颗粒占质量百分比的0.5％)、且厚度为5nm的电子传输层。最后蒸镀阴极，材料为Ag，厚度为80nm，得到所需要的高聚物太阳能电池器件。
实施例3
本实施例制备得到的高聚物太阳能电池器件的结构为：AZO/(PEDOT：PSS)/(P3HT：PCBM)/(TPBi：CsCl：Au)/Pt。
上述高聚物太阳能电池器件的制备工艺如下：
先将AZO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。清洗干净后进行臭氧-紫外线处理，处理时间为15min。然后将质量比为4∶1、质量百分比为1％的PEDOT和PSS的水溶液，旋涂在AZO上，200℃下加热15min，制得厚度为80nm的空穴缓冲层。接着在氦气氛围下，将质量比为1∶0.8、总浓度为30mg/mL的P3HT和PCBM的二甲苯溶液旋涂在空穴缓冲层上，100℃下退火30min，制得厚度为100nm的活性层。接着蒸镀材料为TPBi∶CsCl∶Au(其中，CsCl和Au为掺杂材料，CsCl占质量百分比的5％，Au颗粒的粒径为1nm，Au颗粒占质量百分比的5％)、且厚度为40nm的电子传输层。最后蒸镀阴极，材料为Pt，厚度为250nm，得到所需要的高聚物太阳能电池器件。
实施例4
本实施例制备得到的高聚物太阳能电池器件的结构为：FTO/(PEDOT：PSS)/(P3HT：PCBM)/(TAZ：CsN3：Pt)/Au。
上述高聚物太阳能电池器件的制备工艺如下：
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。清洗干净后进行氧等离子处理，处理时间为5min，功率为30W。然后将质量比为5∶1、质量百分比为2％的PEDOT和PSS的水溶液，旋涂在FTO上，100℃下加热45min，制得厚度为60nm的空穴缓冲层。接着在氮气氛围下，将质量比为1∶1、总浓度为20mg/mL的P3HT和PCBM的氯苯溶液旋涂在空穴缓冲层上，50℃下退火100min，制得厚度为80nm的活性层。接着蒸镀材料为TAZ∶CsN3∶Pt(其中，CsN3和Pt为掺杂材料，CsN3占质量百分比的10％，Pt颗粒的粒径为20nm，Pt颗粒占质量百分比的2％)且厚度为20nm的电子传输层。最后蒸镀阴极，材料为Au，厚度为100nm，得到所需要的高聚物太阳能电池器件。
实施例5
本实施例制备得到的高聚物太阳能电池器件的结构为：IZO/(PEDOT：PSS)/(MEH-PPV：PCBM)/(Bphen：CsF：Ag)/Al。
上述高聚物太阳能电池器件的制备工艺如下：
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。清洗干净后进行氧等离子处理，处理时间为5min，功率为30W。然后将质量比为6∶1、质量百分比为5％的PEDOT和PSS的水溶液，旋涂在ITO上，200℃下加热15min，制得厚度为40nm的空穴缓冲层。接着在氮气氛围下，将质量比为1∶2、总浓度为16mg/mL的MEH-PPV和PCBM的氯仿和氯苯的混合溶液旋涂在空穴缓冲层上，150℃下退火60min，制得厚度为160nm的活性层。接着蒸镀材料为Bphen：CsF：Ag(其中，CsF和Ag为掺杂材料，CsF占质量百分比的15％，Ag颗粒的粒径为50nm，Ag颗粒占质量百分比的2％)且厚度为25nm的电子传输层。最后蒸镀阴极，材料为Al，厚度为150nm，得到所需要的高聚物太阳能电池器件。
以上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 (9)
1.一种高聚物太阳能电池器件，包括依次层叠的如下结构：导电阳极基底、空穴缓冲层、活性层、电子传输层和阴极；其特征在于，所述电子传输层的材质为掺杂了铯盐和金属颗粒的电子传输材料；所述金属颗粒的粒径范围为1nm～50nm，所述金属颗粒材质为铝、银、金或铂；
所述电子传输材料为2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基)苯基-1,3,4-噁二唑、4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、1,2,4-三唑衍生物或N-芳基苯并咪唑。
2.如权利要求1所述的高聚物太阳能电池器件，其特征在于，所述铯盐占所述电子传输层的质量百分比的5％～20％。
3.如权利要求1所述的高聚物太阳能电池器件，其特征在于，所述金属颗粒占所述电子传输层的质量百分比的0.5％～5％。
4.如权利要求1所述的高聚物太阳能电池器件，其特征在于，所述铯盐为碳酸铯、叠氮铯、氟化铯或氯化铯。
5.如权利要求1所述的高聚物太阳能电池器件，其特征在于，所述电子传输层的厚度为5nm～40nm。
6.如权利要求1所述的高聚物太阳能电池器件，其特征在于，所述空穴缓冲层的材质为质量比为2:1～6:1的聚3,4-二氧乙烯噻吩和聚苯磺酸盐的混合物。
7.如权利要求1所述的高聚物太阳能电池器件，其特征在于，所述活性层的材质为质量比为1:0.8～1:1的聚3-己基噻吩和富勒烯的丁酸甲酯衍生物的混合物；
或者，所述活性层的材质为质量比为1:1～1:4的聚[2-甲氧基-5-(3,7-二甲基辛氧基)对苯撑乙烯]和富勒烯的丁酸甲酯衍生物的混合物；
或者，所述活性层的材质为质量比为1:1～1:4的聚[2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑]和富勒烯的丁酸甲酯衍生物的混合物。
8.如权利要求1所述的高聚物太阳能电池器件，其特征在于，所述导电阳极基底的材质为铟锡氧化物玻璃、掺氟氧化锡玻璃、掺铝的氧化锌玻璃或掺铟的氧化锌玻璃；
所述阴极的材质为铝、银、金或铂。
9.一种高聚物太阳能电池器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
对导电阳极基底进行预处理；
在所述导电阳极基底上旋涂形成空穴缓冲层；
在所述空穴缓冲层上旋涂形成活性层；
在所述活性层上蒸镀掺杂了铯盐和金属颗粒的电子传输材料，形成电子传输层；及
在所述电子传输层上形成阴极，得到所述高聚物太阳能电池器件；
所述电子传输材料为2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基)苯基-1,3,4-噁二唑、4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、1,2,4-三唑衍生物或N-芳基苯并咪唑。
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