[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，所述中间层包括富勒烯衍生物层、层叠于所述富勒烯衍生物层表面的锂盐层及层叠于所述锂盐层表面的掺杂层，所述富勒烯衍生物层的材料选自足球烯、碳70、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯及[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯中的至少一种，所述锂盐层的材料选自碳酸锂、氟化锂及氧化锂中的至少一种，所述掺杂层的材料包括酞菁化合物及掺杂在所述酞菁化合物中的空穴传输材料，所述酞菁化合物选自酞菁铜、酞菁镁、酞菁锌及酞菁钒中的至少一种，所述空穴传输材料选自2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌、4,4',4-三(N-(1-萘基)-N-苯基氨基)三苯胺、4,4',4-三(N-(2-萘基)-N-苯基氨基)三苯胺及4,4',4-三(N,N-2-苯基氨基)三苯胺中的至少一种。

在优选的实施例中，所述富勒烯衍生物层的厚度为40nm～80nm，所述锂盐层的厚度为50nm～100nm，所述掺杂层的厚度为30nm～60nm。

在优选的实施例中，所述掺杂层中所述空穴传输材料与所述酞菁化合物的质量比为1:100～10:100。

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；

将含有富勒烯衍生物的悬浮液旋涂在所述第一活性层表面制备富勒烯衍生物层，所述富勒烯衍生物选自足球烯、碳70、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯及[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯中的至少一种；

将含有锂盐的溶液旋涂在所述富勒烯衍生物层的表面制备锂盐层，所述锂盐选自碳酸锂、氟化锂及氧化锂中的至少一种；

将含有掺杂材料的悬浮液旋涂在所述锂盐层的表面制备掺杂层，所述掺杂材料包括酞菁化合物及掺杂在所述酞菁化合物中的空穴传输材料，所述酞菁化合物选自酞菁铜、酞菁镁、酞菁锌及酞菁钒中的至少一种，所述空穴传输材料选自2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌、4,4',4-三(N-(1-萘基)-N-苯基氨基)三苯胺、4,4',4-三(N-(2-萘基)-N-苯基氨基)三苯胺及4,4',4-三(N,N-2-苯基氨基)三苯胺中的至少一种；

在所述掺杂层表面旋涂含有聚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，所述富勒烯衍生物层的厚度为40nm～80nm，所述锂盐层的厚度为50nm～100nm，所述掺杂层的厚度为30nm～60nm。

在优选的实施例中，所述掺杂层中所述空穴传输材料与所述酞菁化合物的质量比为1:100～10:100。

在优选的实施例中，所述含有富勒烯衍生物的悬浮液中，所述富勒烯衍生物的浓度为10mg/mL～30mg/mL。

在优选的实施例中，所述含有锂盐的溶液中，所述锂盐的浓度为50mg/ml～100mg/ml。