[发明专利]一种宽光谱太阳能电池材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种宽光谱太阳能电池材料及其制备方法，所述的宽光谱太阳能电池材料，包括以下原料：富勒烯、石墨、碳化硅、氮化硅、氧化铒、氧化铟锡、聚对亚苯基亚乙烯、齐聚噻吩、四噻吩基卟啉、聚乙烯基咔唑、聚吡咯、聚苯胺、环戊烯并二噻吩、苯并噻二唑、1,8‑辛二硫醇、三碱式硫酸铅、葵二酸双(2,2,6,6‑四甲苯‑4‑哌啶酯)、二月桂酸二丁基锡、月桂酸马来酸酐二丁基锡、水杨酸苯酯、炭黑，所述宽光谱太阳能电池材料是经过制备共聚物、制备改性料，然后将共聚物和改性料混合升温搅拌制成。本发明的宽光谱太阳能电池材料具有优异的光转换效率。

【技术领域】

本发明属于电池材料制备技术领域，具体涉及一种宽光谱太阳能电池材料及其制备方法。

【背景技术】

随着人类社会发展，不可再生能源资源日趋枯竭，能源问题成为当今社会关注的战略性问题之一。现在使用的能源多来源于开采的矿产资源，其中包括煤、石油和天然气等。然而这些不可再生资源是有限的，而且这种能源在开采、运输和使用过程中会污染环境。因此，发展利用科再生能源和新能源材料是当前世界必须解决的重大课题，其中对于太阳能电池材料的研究尤为活跃。

中国专利申请文献“宽光谱太阳能电池材料及其制备方法(申请公布号:CN1044409640A)”公开了一种宽光谱太阳能电池材料及其制备方法，组分及各组分质量份数如下：石墨10-30份、碳化硅2-5份、氮化硅3-8份、氧化铒0.8-1.5份、氧化铟锡2-8份、环戊烯并二噻吩20-30份、三碱式硫酸铅0.15-0.55份、自由基捕获剂1.5-8.5份、热稳定剂1-5份、紫外线吸收剂3-10份，还包括炭黑1-3份。该宽光谱太阳能电池材料具有良好的电子堆积性能，较高的载流子迁移率。但是其光转换效率却无法满足实际使用时的需求。

【发明内容】

本发明提供一种宽光谱太阳能电池材料及其制备方法，以解决在中国专利申请文献“宽光谱太阳能电池材料及其制备方法(申请公布号:CN1044409640A)”公开的宽光谱太阳能电池材料光转换效率不足的问题。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案:

一种宽光谱太阳能电池材料，包括以下原料：富勒烯、石墨、碳化硅、氮化硅、氧化铒、氧化铟锡、聚对亚苯基亚乙烯、齐聚噻吩、四噻吩基卟啉、聚乙烯基咔唑、聚吡咯、聚苯胺、环戊烯并二噻吩、苯并噻二唑、1,8-辛二硫醇、三碱式硫酸铅、葵二酸双(2,2,6,6-四甲苯-4-哌啶酯)、二月桂酸二丁基锡、月桂酸马来酸酐二丁基锡、水杨酸苯酯、炭黑；

所述富勒烯、聚对亚苯基亚乙烯、齐聚噻吩、四噻吩基卟啉、聚乙烯基咔唑、聚吡咯的重量比为(40-60):(5-15):(3-6):(2-3):(2-6):(1-2)。

进一步的，所述富勒烯、聚对亚苯基亚乙烯、齐聚噻吩、四噻吩基卟啉、聚乙烯基咔唑、聚吡咯的重量比为48.9:9.6:3.2:2.4:4.7:1.4。

进一步的，以重量份为单位，包括以下原料:富勒烯40-60份、石墨8-16份、碳化硅4-8份、氮化硅3-6份、氧化铒2-5份、氧化铟锡1-5份、聚对亚苯基亚乙烯5-15份、齐聚噻吩3-6份、四噻吩基卟啉2-3份、聚乙烯基咔唑2-6份、聚吡咯1-2份、聚苯胺2-4份、环戊烯并二噻吩3-6份、苯并噻二唑1-3份、1,8-辛二硫醇2-4份、三碱式硫酸铅4-8份、葵二酸双(2,2,6,6-四甲苯-4-哌啶酯)2-6份、二月桂酸二丁基锡2-5份、月桂酸马来酸酐二丁基锡1-6份、水杨酸苯酯3-5份、炭黑4-8份。

本发明还提供一种宽光谱太阳能电池材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将聚苯胺、环戊烯并二噻吩、苯并噻二唑、1,8-辛二硫醇、葵二酸双(2,2,6,6-四甲苯-4-哌啶酯)、二月桂酸二丁基锡、月桂酸马来酸酐二丁基锡和水杨酸苯酯混合均匀，升温至400-500℃，保温20-30min，接着于1500-2500r/min转速搅拌30-50min得到共聚物；