[发明专利]聚合物太阳能电池

说明书

一种聚合物太阳能电池，包括一阳极电极、一光活性层和一阴极电极，所述光活性层包括一聚合物层，该聚合物层具有一第一聚合物层表面，所述光活性层进一步包括一碳纳米管层，该碳纳米管层的一部分嵌入所述聚合物层中，所述阴极电极设置在所述碳纳米管层远离聚合物层的表面，所述阳极电极设置在所述第一聚合物层表面并且与所述碳纳米管层间隔设置。

技术领域

本发明涉及一种聚合物太阳能电池。

背景技术

聚合物太阳能电池具有原料广、成本低、光活性材料可以自行设计合成以及可制备成柔性器件等诸多优点，成为近年来国际上前沿科学的研究热点之一。聚合物太阳能电池的工作原理是：当光照射到聚合物太阳能电池中的光活性材料时，光活性材料吸收光子后产生激子，激子扩散到给体和受体的界面处分离成自由移动的电子和空穴，然后电子通过受体传递至阴极，空穴则通过给体传递至阳极，从而在阴极和阳极之间产生电势差。其中，聚合物太阳能电池对太阳光的利用是影响光电转换效率的一个重要因素，目前常用的方法是通过改变活性层材料来增强其对太阳光的吸收率。

Al-Haik et al.(US20070110977A1)公开了将多个碳纳米管分散在聚合物层中，然后利用磁场使这些碳纳米管定向，并且该定向的碳纳米管和聚合物层所形成的复合物可以作为光活性材料应用于聚合物太阳能电池中。然而，由于碳纳米管被聚合物层包覆，碳纳米管并没有与电极直接接触，从而降低了碳纳米管与电极之间的电传导性。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种可以提高碳纳米管与阴极电极之间的电传导性的聚合物太阳能电池。

一种聚合物太阳能电池，其包括：一阳极电极、一光活性层和一阴极电极，所述光活性层包括一聚合物层，该聚合物层具有相对的一第一聚合物层表面和一第二聚合物层表面，所述光活性层进一步包括一碳纳米管层，该碳纳米管层的一部分嵌入所述聚合物层中，一部分暴露在聚合物层外面；所述阴极电极设置在所述碳纳米管层远离聚合物层的表面，所述阳极电极设置在所述第一聚合物层表面并且与所述碳纳米管层间隔设置，所述阴极电极和所述阳极电极位于所述聚合物层的同侧，且所述第二聚合物层表面完全暴露。

一种聚合物太阳能电池，其包括：一阳极电极、一光活性层和一阴极电极，所述光活性层包括一聚合物层；该聚合物层具有一第一聚合物层表面，一与所述第一聚合物层表面相对的第二聚合物层表面，以及一连接所述第一聚合物层表面和所述第二聚合物层表面的侧面；所述光活性层进一步包括一碳纳米管层，该碳纳米管层的一部分嵌入所述聚合物层中，一部分暴露在所述聚合物层的外面；所述阴极电极设置在所述碳纳米管层远离聚合物层的表面，所述阳极电极设置在所述侧面，且所述第二聚合物层表面完全暴露。

与现有技术相比，本发明提供的聚合物太阳能电池中，碳纳米管从聚合物层中暴露出来并与阴极电极直接接触，提高了碳纳米管与阴极电极之间的电传导性。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的聚合物太阳能电池的结构示意图。

图2为本发明第一实施例提供的阳极电极和碳纳米管层的结构示意图。

图3为本发明第一实施例提供的聚合物太阳能电池的制备方法的工艺流程图。

图4为本发明第一实施例使用的碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。

图5为本发明第一实施例使用的碳纳米管絮化膜的扫描电镜照片。

图6为本发明第一实施例使用的包括多个沿同一方向择优取向排列的碳纳米管的碳纳米管碾压膜的扫描电镜照片。

图7为本发明第一实施例使用的包括多个沿不同方向择优取向排列的碳纳米管的碳纳米管碾压膜的扫描电镜照片。

图8为本发明第二实施例提供的聚合物太阳能电池的结构示意图。

图9为本发明第三实施例提供的聚合物太阳能电池的结构示意图。