[发明专利]一种可动态调控透明度的有机太阳能电池及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可动态调控透明度的有机太阳能电池及其制备方法和应用，该方法是在基底上溅射电极材料，制得第一电极层；在第一电极层上旋涂或热蒸发有机材料，制得第一传输层，并在其上旋涂有机物与富勒烯的衍生物的混合物制得光活性层，然后将氧化物旋涂在光活性层上，再将金属蒸镀在其上制得第二电极；最后将半导体氧化物蒸镀在第二电极上，再将催化剂溅射到半导体氧化物层上，制得可动态调控透明度的有机太阳能电池。当通氢气时，气致变色氧化物层的光学性质发生变化，改变半透明电池器件的透过率和透明度。本发明制备的有机太阳能电池具有光伏发电功能、透过率和透明度动态可调的特点，可应用于智能光伏玻璃和建筑一体化领域。

技术领域

本发明属于有机太阳能电池技术领域，更具体地，涉及一种可动态调控透明度的有机太阳能电池及其制备方法和应用。

背景技术

随着煤炭、石油和天然气等非可再生资源日益枯竭，新能源特别是太阳能电池成为国内外研究关注的一个热点。在太阳能电池家族中，有机太阳能电池(Organic solarcells，OSCs)由于具备柔性、质量轻、易制备以及潜在的价格低廉优势而受到广泛的关注，并且其最高效率已经超过11％。OSCs的另一特点是其吸收光谱不连续，易制成在可见光波段半透明的电池器件。基于这一性质，OSCs可被集成到玻璃上制备既具有光伏发电功能又在特定可见光波段透明的光伏玻璃(Photovoltaic glass，PV-Glass)。这种玻璃在光伏半透明彩色窗户、光伏建筑一体化和光伏汽车玻璃等领域具有广泛的应用前景，半透明OSCs也因此成为光伏领域中一个新的研究热点。

制备半透明OSCs的基本方法是将有机半导体活性层置于两透明电极之中。自2006年R.F.Bailey-Salzman等人首次报导了半透明OSCs以来，科研工作者投入了巨大的精力来优化半透明OSCs的光电转换效率、透明度以及色度学性能(如：透视颜色、显色指数等)。这类研究主要集中在三个方面：第一，研制并优化新型透明顶电极，如金属导电氧化物、半透明金属薄膜、导电聚合物、纳米银薄膜、石墨烯、碳纳米管薄膜等；第二，采用高效有机活性层提高器件性能等；第三，优化半透明太阳能电池的结构。通过使用这些方法，半透明OSCs的效率得到了很大的提高。

在目前研制的半透明OSCs中，电池器件的透视颜色主要决定于活性层的吸收光谱和器件的结构。电池器件一旦制成后，就不能再调节其透视颜色，即不能在应用过程中对器件的透视颜色进行动态调控。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种可动态调控透明度的有机太阳能电池的制备方法。该方法在半透明有机太阳能电池的最外层使用气致变色氧化物材料，然后在气致变色氧化物材料表面薄膜的表面蒸度1-2nm厚的Pt作催化剂，利用H₂改变氧化物薄膜的光学属性，最终实现对半透明OSCs透视颜色和透明度的动态调控。

本发明的另一目的在于提供一种上述方法制备的可动态调控透明度的有机太阳能电池。该有机太阳能电池包括基底，第一电极，第一传输层，光活性层，第二传输层和第二电极，所述第二电极上设有气致变色层，所述气致变色层包括半导体氧化物层和催化剂层。能够吸收一部分入射光，将其转换为电能；同时部分入射光能够透过电池器件，保持器件的透明度；器件一旦制成后，可以利用氢气对半透明OSCs透明度的实施动态调控。

本发明的再一目的在于提供上述可动态调控透明度的有机太阳能电池的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种可动态调控透明度的有机太阳能电池的备方法，包括如下具体步骤：

S1.用溶液清洗基底，将电极材料溅射转移到基体上，制得第一电极层；

S2.将有机材料旋涂或热蒸发在第一电极层上，制得第一传输层；