[发明专利]一种稀土络合物溶液和改性太阳能电池的制备方法

权利要求书

1.一种稀土络合物溶液的制备方法，其特征在于，

包括以下步骤：

将2-噻吩甲酰三氟丙酮作为第一配体，将1-10菲罗啉作为第二配体，第一配体和第二配体与氯化铕溶液混合，氯化铕、2-噻吩甲酰三氟丙酮、1-10菲罗啉的摩尔比为1：3：1，在室温下反应2h，得到稀土络合物溶液；

其中，氯化铕溶液的制备过程：一定量的氧化铕与过量氯化氢水溶液在搅拌的条件下反应一段时间，使其充分溶解，将溶液在移至70℃油浴锅中将多余溶剂蒸发直至溶剂消失，剩余反应物呈晶体，干燥得到EuCl₃∙H₂O，然后将晶体用适量的乙醇进行溶解，配制成浓度为0.1mol/L的氯化铕溶液；

将所述的稀土络合物溶液旋涂在太阳能电池的PET基底上，制备成改性太阳能电池；太阳能电池主体结构包括：稀土络合物层，厚度20nm；PET基底，厚度180nm；阳极电极ITO，厚度180nm；空穴传输层，为PEDOT:PSS聚合物导电薄膜，厚度为200nm；光活性层，给体材料为基于BDT的窄带隙聚合物PBDTTT-C-T，受体材料为富勒烯衍生物PC₇₁BM，厚度为100nm；电子传输层，厚度为10nm；阴极电极，为铝，厚度为100nm；

改性太阳能电池的制备方法包括如下步骤：

（1）将带有阳极电极ITO的PET透明基底依次用洗涤剂、去离子水、丙酮、去离子水、无水乙醇和异丙醇超声清洗，清洗后用干燥的高纯氮气吹干或高温烘干，形成洁净的PET基底；然后将PET基底转入等离子体表面处理仪，在25Pa气压，氧气和氮气环境下对PET基底等离子处理6min后冷却至室温；

（2）用乙醇对稀土络合物溶液进行稀释，然后经超声分散，得到分散均匀的稀土络合物溶液；

（3）在步骤（1）等离子处理过的PET基底置于匀胶机中，在PET基底上旋涂步骤（2）分散均匀的稀土络合物溶液，转速为2000rpm，时间为40s，最终在PET基底上形成厚度为400nm的稀土络合物层；

（4）将步骤（3）得到的阳极电极ITO重复步骤（1）的操作，得到等离子处理过的阳极电极ITO；等离子处理过的阳极电极ITO置于匀胶机中，在阳极电极ITO上旋涂聚电解质导电材料PEDOT:PSS，转速为4000rpm，时间为40s，最终在阳极电极ITO上形成厚度为30nm的空穴传输层，随后在100℃下热处理20分钟；

（5）将步骤（4）得到的空穴传输层置于匀胶机中，旋涂PBDTT-C-T与PC₇₁BM质量比为1：1.5、总浓度为25mg/mL的邻二氯苯溶液，转速为800rpm，时间为60s，在空穴传输层上形成光活性层；步骤（4）进行热处理，可以增加光活性层的表面粗糙度，使得受体与给体材料出现相分离，提高活性层的结晶度，从而使受体和给体材料能形成互穿网络结构；

（6）在步骤（5）的光活性层上通过蒸镀的方法依次蒸镀形成电子传输层和阴极电极层，得到改性太阳能电池；应用真空度大于5×10^-4Pa的真空蒸镀仪进行蒸镀，电子传输层材料为Ca，蒸镀速率为0.01nm/s，厚度为10nm；阴极电极材料为Al，蒸镀速率为0.5nm/s，厚度为100nm，蒸镀速率及厚度由探头安装在基片附近的晶振膜厚仪监控。