[发明专利]太阳能电池器件及其制备方法

说明书

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、第一活性层、电子缓冲层及阴极。第一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，传统的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、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩与6,6-苯基-C₆₁-丁酸甲酯的混合物，所述中间层包括n型层、层叠于n型层表面的光辅助层及层叠于光辅助层表面的p型层，n型层的材料选自氧化锌、二氧化钛、氧化镁或氧化钙中的至少一种，光辅助层的材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐混合物，p型层的材料包括二苯基二（o-甲苯基）硅、p-二（三苯基硅）苯、1,3-双（三苯基硅）苯或p-双（三苯基硅）苯中至少一种。

在优选的实施例中，所述n型层的厚度为1μm～10μm，所述光辅助层的厚度为20nm～50nm，所述p型层的厚度为20nm～60nm。

在优选的实施例中，所述光辅助层中所述聚3,4-二氧乙烯噻吩与所述聚苯磺酸盐的重量比为2:1～6:1。

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，所述第一活性层及第二活性层中所述聚3-己基噻吩与所述6,6-苯基-C₆₁-丁酸甲酯的质量比为1:0.5～1:4。

一种太阳能电池器件的制备方法，包括以下步骤：

在阳极表面上旋涂制备空穴缓冲层；

在所述空穴缓冲层上旋涂含有聚3-己基噻吩及6,6-苯基-C₆₁-丁酸甲酯的溶液，形成第一活性层；

将含有n型层的材料的悬浮液旋涂在所述第一活性层表面制备n型层，所述n型层的材料选自氧化锌、二氧化钛、氧化镁或氧化钙中的至少一种；

将含有光辅助层的材料的水溶液旋涂在所述n型层的表面制备光辅助层，所述光辅助层的材料为聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐混合物；

将含有p型层的材料的悬浮液旋涂在所述光辅助层的表面制备p型层，p型层的材料包括二苯基二（o-甲苯基）硅、p-二（三苯基硅）苯、1,3-双（三苯基硅）苯或p-双（三苯基硅）苯中至少一种；

在所述p型层表面旋涂含有聚3-己基噻吩及6,6-苯基-C₆₁-丁酸甲酯的溶液，形成第二活性层；及

在所述第二活性层的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n型层的厚度为1μm～10μm，所述光辅助层的厚度为20nm～50nm，所述p型层的厚度为20nm～60nm。

在优选的实施例中，所述光辅助层中所述聚3,4-二氧乙烯噻吩与所述聚苯磺酸盐的重量比为2:1～6:1，所述光辅助层的材料的水溶液中，所述聚3,4-二氧乙烯噻吩与所述水的质量比为1:100～1:20。

在优选的实施例中，所述含有n型层的材料的悬浮液中，所述n型层的材料的浓度为50mg/mL～200mg/mL。

在优选的实施例中，所述含有p型层的材料的悬浮液中，所述p型层的材料的浓度为20mg/ml～100mg/ml。

上述太阳能电池器件及其制备方法，通过在第一活性层及第二活性层之间制备中间层，提高太阳能电池器件的第一活性层及第二活性层的光吸收效率，从而提高光电转换效率；中间层由n型层、层叠于n型层表面的光辅助层及层叠于光辅助层表面的p型层组成，n型层的金属氧化物有利于电子传输，使电子更快的到达中间层，同时可作为缓冲作用使光辅助层与活性层之间得到缓冲，防止中间层的链段与活性层之间发生缠结，影响载流子的分离效率，而光辅助层采用聚3,4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐混合物，可提高光的透过性，同时，光辅助层的折射率较低（为1.5左右），与活性层比较一致，因此，避免了全反射现象，可使更多的光到达活性层，同时，光辅助层可同时具有电子传输作用和空穴传输作用，可收集电子和空穴，而p型层主要是起到传输空穴的作用，使空穴更快的传输到光辅助层中，同时，避免了空穴缓冲层与光辅助层之间界面缺陷的存在，从而提高光电转换效率。