CN108198940B - 一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池 - Google Patents

一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源技术领域，公开了一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池。该太阳能电池包括ZnO薄膜、位于ZnO薄膜上部的ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜、位于ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜上部的聚合物活性层、位于聚合物活性层上部的空穴传输层和位于空穴传输层上部的电极层；本发明在太阳能电池电子传输层采用在ZnMgO纳米柱之间填充氧化铝纳米颗粒作为电子传输层的倒结构，大大提高太阳能电池的光能吸收率和光能转化率。

Description

一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层 的倒结构有机太阳电池
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，尤其是涉及一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池。
背景技术
近年来，随着煤、石油、天然气等传统能源的逐渐耗尽，能源危机问题越来越受到重视。太阳能电池以半导体技术为媒介，能够实现光能与电能的直接转换。到目前为止，太阳电池已经发展有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳电池、铜铟镓硒电池、碲化镉电池、染料敏化电池和有机电池（Organic Solar Cells, OSCs）等多种类型。有机太阳电池（Organicsolar cells，OSCs）具备独特的优势。如：材料来源广泛，并可通过分子设计合成新的材料；制备方法简单，可采用旋转涂膜，喷墨打印，丝网印刷等廉价制备方法进行大面积制造；可采用柔性衬底，重量轻，成本低等。因此，OSCs日益受到人们的重视并得到快速的发展。
目前研究较多的一种电池结构为倒结构聚合物太阳电池，一般倒结构聚合物太阳电池结构为ITO/电子传输层/活性层/空穴传输层/金属电极。通常情况下，采用金属氧化物作为电子传输层，如TiO2， ZnO等。在有机太阳能电池中，ZnO薄膜通常作为电子传输、空穴阻挡层，位于阴极和有机活性层材料之间。但是，由于ZnO薄膜光学性能较差，限制了有机电池光电转换效率的提高。
发明内容
本发明是为了克服现有技术于ZnO薄膜光学性能差问题，提供一种光学性能较好的ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池，包括ZnO薄膜、位于ZnO薄膜上部的ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜、位于ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜上部的聚合物活性层、位于聚合物活性层上部的空穴传输层和位于空穴传输层上部的电极层；所述ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜的制备方法包括以下步骤：
（1）ZnMgO纳米柱生长液配制：将1.2~1.5g六水合硝酸锌、0.6~1g六亚甲基四胺和0.2~0.3g六水合氯化镁加入100~120mL去离子水中，搅拌溶解配制成ZnMgO纳米柱生长液；
（2）ZnMgO纳米柱薄膜制备：将ZnO薄膜正面朝下浸入到ZnMgO纳米柱生长液中，然后放置在高压釜中在85℃~130℃温度条件下加热3~7小时；从高压釜中取出ZnO薄膜，待其温度降至室温后使用去离子水清洗，烘干在ZnO薄膜正面生长出ZnMgO纳米柱薄膜；
（3）异丙醇铝溶胶配制：将20~30mL异丙醇铝加入到锥形瓶中，加热到85~100℃，磁力搅拌30 ~40min，然后将其加入80~100mL去离子水中，形成溶胶溶液，静置陈化20~24h，再加热至70~80℃，高速搅拌除去醇溶液，加入溶胶剂使其沉淀成胶，然后加热至80~100℃，蒸发回流3~5小时，加入0.1~0.2 mol/L的稀盐酸溶液调节pH至3.5~4，在80 ~85℃的条件下恒温蒸发回流6~18h得到稳定的异丙醇铝透明溶胶；
（4）ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜制备：将异丙醇铝透明溶胶滴涂在ZnMgO纳米柱表面并静置5~40s，使用匀胶机对ZnMgO纳米柱表面的异丙醇铝透明溶胶旋涂10~30s，控制转速2000~2500 rpm/s，然后放入烤箱中进行干燥处理，干燥温度为60~90℃，干燥时间为1~2h，然后使用乙醇、去离子水清洗，超声5~10 min，在80~90℃条件下干燥20~30 min得到ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜。
本发明利用ZnO 薄膜作为种子层，在其上生长镁掺杂氧化锌纳米柱(ZnMgO NR)，在ZnO薄膜表面形成一层ZnMgO薄膜，与ZnO薄膜相比，ZnMgO NR中的纳米柱距具有一定距离及方向分布，光通过ZnMgO NR时会在纳米柱之间产生散射，因此ZnMgO NR能够实现对光的有效散射，与ZnO NR 相比，ZnMgO NR 中Mg的掺入提高薄膜透过率，提高光吸收率；另外ZnMgO纳米柱越长，ZnMgO 纳米柱之间的散射效果越好，有利于提高聚合物太阳电池的光吸收，在聚合物活性层制备过程中，聚合物活性层的成膜液会向下渗透到ZnMgO纳米柱之间，ZnMgO纳米柱过长会导致聚合物活性层厚度增加，而聚合物活性层厚度增加会影响太阳能电池电子传输层的光学特性，导致光能转化率降低，所以ZnMgO纳米柱在制备过程中不能过长，本发明使用氧化铝纳米颗粒堆积在ZnMgO纳米柱之间，由于氧化铝纳米颗粒本身和氧化铝纳米颗粒与ZnMgO纳米柱之间的空间结构，对光具有极强的散射效果，大大提高光能吸收率和转化率，弥补了ZnMgO纳米柱过短造成的散射效果差带来的问题，另外氧化铝纳米颗粒堆积在ZnMgO纳米柱之间的空隙中，占据一定的空隙空间，会使聚合物活性层的成膜液向ZnMgO纳米柱之间空隙渗透量减少，减小了聚合物活性层的厚度，进一步提高电子传输层的光学特性，增加光能转化率。
综合上述两个特征，ZnMgO NR提高聚合物太阳电池的光吸收。有效的提高聚合物太阳电池光转化效率。
作为优选，所述ZnMgO纳米柱薄膜厚度为0.8~1.2 μm。
作为优选，所述氧化铝纳米颗粒直径为10~20 nm。
作为优选，所述ZnO薄膜的制备方法包括以下步骤：
（a）将导电玻璃基底依次使用乙醇和去离子水超声清洗干净，烘干待用；
（b）将1~2g二水醋酸锌溶解在50~60mL乙醇中，然后加入0.01~0.3mL单乙醇胺作为稳定剂，将配置好的溶液在30~80℃的条件下搅拌20~50min，待溶液清澈透明后，在室温条件下避光陈化10~24 h，得到ZnO前驱液；
（c）使用匀胶机将前驱液滴涂在导电玻璃上，匀胶机转速为1500 ~1600rpm，旋涂时间为20s~30s，旋涂完毕后，将载有前驱液的导电玻璃衬底放置在300~320℃热板上退火10~30min，得到ZnO薄膜。
作为优选，所述ZnO薄膜的厚度为20~60 nm。
作为优选，所述聚合物活性层的制备方法为：将1~3g给体材料P3HT和0.5~1g受体材料PCBM溶解在1~5mL氯苯溶液中，然后避光50~60℃下加热磁力搅拌20~30h，得到活性层溶液；使用匀胶机将活性层溶液旋涂在ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜上表面，设置匀胶机转速1200~1500 rpm，旋涂时间为20~40s；最后将样品放置在220~260℃热板上进行30~40 min退火处理，得到聚合物活性层。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）电子传输层同时具有较强的光吸收率；（2）光能转化效率较高。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
附图标记
导电玻璃基底1、ZnO薄膜2、ZnMgO纳米柱3、氧化铝纳米颗粒4、聚合物活性层5、空穴传输层6、电机层7。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池，包括ZnO薄膜、位于ZnO薄膜上部的ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜、位于ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜上部的聚合物活性层、位于聚合物活性层上部的空穴传输层和位于空穴传输层上部的电极层；所述ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜的制备方法包括以下步骤：
（1）ZnMgO纳米柱生长液配制：将1.2g六水合硝酸锌、0.6g六亚甲基四胺和0.2g六水合氯化镁加入100mL去离子水中，搅拌溶解配制成ZnMgO纳米柱生长液；
（2）ZnMgO纳米柱薄膜制备：将ZnO薄膜正面朝下浸入到ZnMgO纳米柱生长液中，然后放置在高压釜中在85℃温度条件下加热3小时；从高压釜中取出ZnO薄膜，待其温度降至室温后使用去离子水清洗，烘干在ZnO薄膜正面生长出ZnMgO纳米柱薄膜，ZnMgO纳米柱薄膜厚度为0.8μm；
（3）异丙醇铝溶胶配制：将20mL异丙醇铝加入到锥形瓶中，加热到85℃，磁力搅拌30 min，然后将其加入80mL去离子水中，形成溶胶溶液，静置陈化20h，再加热至70℃，高速搅拌除去醇溶液，加入溶胶剂使其沉淀成胶，然后加热至80℃，蒸发回流3小时，加入0.1mol/L的稀盐酸溶液调节pH至3.5，在80℃的条件下恒温蒸发回流6h得到稳定的异丙醇铝透明溶胶；
（4）ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜制备：将异丙醇铝透明溶胶滴涂在ZnMgO纳米柱表面并静置5s，使用匀胶机对ZnMgO纳米柱表面的异丙醇铝透明溶胶旋涂10s，控制转速2000rpm/s，然后放入烤箱中进行干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为1h，然后使用乙醇、去离子水清洗，超声5 min，在80℃条件下干燥20 min得到ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜，氧化铝纳米颗粒直径为10 nm。
其中，ZnO薄膜的制备方法包括以下步骤：
（a）将导电玻璃基底依次使用乙醇和去离子水超声清洗干净，烘干待用；
（b）将1g二水醋酸锌溶解在50mL乙醇中，然后加入0.01mL单乙醇胺作为稳定剂，将配置好的溶液在30℃的条件下搅拌20min，待溶液清澈透明后，在室温条件下避光陈化10h，得到ZnO前驱液；
（c）使用匀胶机将前驱液滴涂在导电玻璃上，匀胶机转速为1500 rpm，旋涂时间为20s，旋涂完毕后，将载有前驱液的导电玻璃衬底放置在300℃热板上退火10min，得到ZnO薄膜，ZnO薄膜的厚度为20 nm。
其中，聚合物活性层的制备方法为：将1g给体材料P3HT和0.5g受体材料PCBM溶解在1mL氯苯溶液中，然后避光50℃下加热磁力搅拌20h，得到活性层溶液；使用匀胶机将活性层溶液旋涂在ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜上表面，设置匀胶机转速1200 rpm，旋涂时间为20s；最后将样品放置在220℃热板上进行30 min退火处理，得到聚合物活性层。
其中，空穴传输层和电机层的制备方法为：将PEDOT和PSS的混合液滴涂在聚合物活性层上表面，PEDOT与PSS的质量比为1:2，然后使用匀胶机旋涂均匀，匀胶机转速2000rpm，旋涂时间为50s，成膜后在120℃条件下热处理30 min，得到空穴传输层；利用掩膜版在4*10-4Pa条件下蒸镀100 nm阳极Ag电极，电池面积约为0.06 cm2。
实施例2
一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池，包括ZnO薄膜、位于ZnO薄膜上部的ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜、位于ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜上部的聚合物活性层、位于聚合物活性层上部的空穴传输层和位于空穴传输层上部的电极层；所述ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜的制备方法包括以下步骤：
（1）ZnMgO纳米柱生长液配制：将1.3g六水合硝酸锌、0.8g六亚甲基四胺和0.25g六水合氯化镁加入110mL去离子水中，搅拌溶解配制成ZnMgO纳米柱生长液；
（2）ZnMgO纳米柱薄膜制备：将ZnO薄膜正面朝下浸入到ZnMgO纳米柱生长液中，然后放置在高压釜中在100℃温度条件下加热5小时；从高压釜中取出ZnO薄膜，待其温度降至室温后使用去离子水清洗，烘干在ZnO薄膜正面生长出ZnMgO纳米柱薄膜，ZnMgO纳米柱薄膜厚度为1 μm；
（3）异丙醇铝溶胶配制：将25mL异丙醇铝加入到锥形瓶中，加热到90℃，磁力搅拌35min，然后将其加入90mL去离子水中，形成溶胶溶液，静置陈化22h，再加热至75℃，高速搅拌除去醇溶液，加入溶胶剂使其沉淀成胶，然后加热至90℃，蒸发回流4小时，加入0.15mol/L的稀盐酸溶液调节pH至3.8，在82℃的条件下恒温蒸发回流10h得到稳定的异丙醇铝透明溶胶；
（4）ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜制备：将异丙醇铝透明溶胶滴涂在ZnMgO纳米柱表面并静置20s，使用匀胶机对ZnMgO纳米柱表面的异丙醇铝透明溶胶旋涂20s，控制转速2200 rpm/s，然后放入烤箱中进行干燥处理，干燥温度为80℃，干燥时间为1.5h，然后使用乙醇、去离子水清洗，超声8 min，在85℃条件下干燥25 min得到ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜，氧化铝纳米颗粒直径为15 nm。
其中，ZnO薄膜的制备方法包括以下步骤：
（a）将导电玻璃基底依次使用乙醇和去离子水超声清洗干净，烘干待用；
（b）将1.5g二水醋酸锌溶解在55mL乙醇中，然后加入0.2mL单乙醇胺作为稳定剂，将配置好的溶液在50℃的条件下搅拌30min，待溶液清澈透明后，在室温条件下避光陈化20h，得到ZnO前驱液；
（c）使用匀胶机将前驱液滴涂在导电玻璃上，匀胶机转速为1550rpm，旋涂时间为25s，旋涂完毕后，将载有前驱液的导电玻璃衬底放置在310℃热板上退火20min，得到ZnO薄膜，ZnO薄膜的厚度为30 nm。
其中，聚合物活性层的制备方法为：将2g给体材料P3HT和0.8g受体材料PCBM溶解在3mL氯苯溶液中，然后避光55℃下加热磁力搅拌25h，得到活性层溶液；使用匀胶机将活性层溶液旋涂在ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜上表面，设置匀胶机转速1300 rpm，旋涂时间为30s；最后将样品放置在240℃热板上进行35 min退火处理，得到聚合物活性层。
其中，空穴传输层和电机层的制备方法为：将PEDOT和PSS的混合液滴涂在聚合物活性层上表面，PEDOT与PSS的质量比为1:2，然后使用匀胶机旋涂均匀，匀胶机转速2000rpm，旋涂时间为50s，成膜后在120℃条件下热处理30 min，得到空穴传输层；利用掩膜版在4*10-4Pa条件下蒸镀100 nm阳极Ag电极，电池面积约为0.06 cm2。
实施例3
一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池，包括ZnO薄膜、位于ZnO薄膜上部的ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜、位于ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜上部的聚合物活性层、位于聚合物活性层上部的空穴传输层和位于空穴传输层上部的电极层；所述ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜的制备方法包括以下步骤：
（1）ZnMgO纳米柱生长液配制：将1.5g六水合硝酸锌、1g六亚甲基四胺和0.3g六水合氯化镁加入120mL去离子水中，搅拌溶解配制成ZnMgO纳米柱生长液；
（2）ZnMgO纳米柱薄膜制备：将ZnO薄膜正面朝下浸入到ZnMgO纳米柱生长液中，然后放置在高压釜中在130℃温度条件下加热7小时；从高压釜中取出ZnO薄膜，待其温度降至室温后使用去离子水清洗，烘干在ZnO薄膜正面生长出ZnMgO纳米柱薄膜，ZnMgO纳米柱薄膜厚度为1.2 μm；
（3）异丙醇铝溶胶配制：将30mL异丙醇铝加入到锥形瓶中，加热到100℃，磁力搅拌40min，然后将其加入100mL去离子水中，形成溶胶溶液，静置陈化24h，再加热至80℃，高速搅拌除去醇溶液，加入溶胶剂使其沉淀成胶，然后加热至100℃，蒸发回流5小时，加入0.2mol/L的稀盐酸溶液调节pH至4，在85℃的条件下恒温蒸发回流18h得到稳定的异丙醇铝透明溶胶；
（4）ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜制备：将异丙醇铝透明溶胶滴涂在ZnMgO纳米柱表面并静置40s，使用匀胶机对ZnMgO纳米柱表面的异丙醇铝透明溶胶旋涂30s，控制转速2500 rpm/s，然后放入烤箱中进行干燥处理，干燥温度为90℃，干燥时间为2h，然后使用乙醇、去离子水清洗，超声10 min，在90℃条件下干燥30 min得到ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜，氧化铝纳米颗粒直径为20 nm。
其中，ZnO薄膜的制备方法包括以下步骤：
（a）将导电玻璃基底依次使用乙醇和去离子水超声清洗干净，烘干待用；
（b）将2g二水醋酸锌溶解在60mL乙醇中，然后加入0.3mL单乙醇胺作为稳定剂，将配置好的溶液在80℃的条件下搅拌50min，待溶液清澈透明后，在室温条件下避光陈化24h，得到ZnO前驱液；
（c）使用匀胶机将前驱液滴涂在导电玻璃上，匀胶机转速为1600rpm，旋涂时间为30s，旋涂完毕后，将载有前驱液的导电玻璃衬底放置在320℃热板上退火30min，得到ZnO薄膜，ZnO薄膜的厚度为60 nm。
其中，聚合物活性层的制备方法为：将3g给体材料P3HT和1g受体材料PCBM溶解在5mL氯苯溶液中，然后避光60℃下加热磁力搅拌30h，得到活性层溶液；使用匀胶机将活性层溶液旋涂在ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜上表面，设置匀胶机转速1500 rpm，旋涂时间为40s；最后将样品放置在260℃热板上进行40 min退火处理，得到聚合物活性层。
其中，空穴传输层和电机层的制备方法为：将PEDOT和PSS的混合液滴涂在聚合物活性层上表面，PEDOT与PSS的质量比为1:2，然后使用匀胶机旋涂均匀，匀胶机转速2000rpm，旋涂时间为50s，成膜后在120℃条件下热处理30 min，得到空穴传输层；利用掩膜版在4*10-4Pa条件下蒸镀100 nm阳极Ag电极，电池面积约为0.06 cm2。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池，其特征在于，包括ZnO薄膜、位于ZnO薄膜上部的ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜、位于ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜上部的聚合物活性层、位于聚合物活性层上部的空穴传输层和位于空穴传输层上部的电极层；所述ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜的制备方法包括以下步骤：
（1）ZnMgO纳米柱生长液配制：将1.2~1.5g六水合硝酸锌、0.6~1g六亚甲基四胺和0.2~0.3g六水合氯化镁加入100~120mL去离子水中，搅拌溶解配制成ZnMgO纳米柱生长液；
（2）ZnMgO纳米柱薄膜制备：将ZnO薄膜正面朝下浸入到ZnMgO纳米柱生长液中，然后放置在高压釜中在85℃~130℃温度条件下加热3~7小时；从高压釜中取出ZnO薄膜，待其温度降至室温后使用去离子水清洗，烘干在ZnO薄膜正面生长出ZnMgO纳米柱薄膜；
（3）异丙醇铝溶胶配制：将20~30mL异丙醇铝加入到锥形瓶中，加热到85~100℃，磁力搅拌30 ~40min，然后将其加入80~100mL去离子水中，形成溶胶溶液，静置陈化20~24h，再加热至70~80℃，高速搅拌除去醇溶液，加入溶胶剂使其沉淀成胶，然后加热至80~100℃，蒸发回流3~5小时，加入0.1~0.2 mol/L的稀盐酸溶液调节pH至3.5~4，在80 ~85℃的条件下恒温蒸发回流6~18h得到稳定的异丙醇铝透明溶胶；
（4）ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜制备：将异丙醇铝透明溶胶滴涂在ZnMgO纳米柱表面并静置5~40s，使用匀胶机对ZnMgO纳米柱表面的异丙醇铝透明溶胶旋涂10~30s，控制转速2000~2500 rpm/s，然后放入烤箱中进行干燥处理，干燥温度为60~90℃，干燥时间为1~2h，然后使用乙醇、去离子水清洗，超声5~10 min，在80~90℃条件下干燥20~30 min得到ZnMgO纳米柱/氧化铝纳米颗粒复合薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池，其特征在于，所述ZnMgO纳米柱薄膜厚度为0.8~1.2 μm。
3.根据权利要求1所述的一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池，其特征在于，所述氧化铝纳米颗粒直径为10~20 nm。
4.根据权利要求1~3任一权利要求所述的一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池，其特征在于，所述ZnO薄膜的制备方法包括以下步骤：
（a）将导电玻璃基底依次使用乙醇和去离子水超声清洗干净，烘干待用；
（b）将1~2g二水醋酸锌溶解在50~60mL乙醇中，然后加入0.01~0.3mL单乙醇胺作为稳定剂，将配置好的溶液在30~80℃的条件下搅拌20~50min，待溶液清澈透明后，在室温条件下避光陈化10~24 h，得到ZnO前驱液；
（c）使用匀胶机将前驱液滴涂在导电玻璃上，匀胶机转速为1500 ~1600rpm，旋涂时间为20s~30s，旋涂完毕后，将载有前驱液的导电玻璃衬底放置在300~320℃热板上退火10~30min，得到ZnO薄膜。
5.根据权利要求4所述的一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池，其特征在于，所述ZnO薄膜的厚度为20~60 nm。
6.根据权利要求1~3任一权利要求所述的一种ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜作为电子传输层的倒结构有机太阳电池，其特征在于，所述聚合物活性层的制备方法为：将1~3g给体材料P3HT和0.5~1g受体材料PCBM溶解在1~5mL氯苯溶液中，然后避光50~60℃下加热磁力搅拌20~30h，得到活性层溶液；使用匀胶机将活性层溶液旋涂在ZnMgO纳米柱氧化铝纳米颗粒复合薄膜上表面，设置匀胶机转速1200~1500 rpm，旋涂时间为20~40s；最后将样品放置在220~260℃热板上进行30~40 min退火处理，得到聚合物活性层。
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