[发明专利]聚合物太阳能电池的制备方法

说明书

一种聚合物太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：将一碳纳米管阵列设置于一聚合物溶液中，所述碳纳米管阵列包括多个碳纳米管，每一碳纳米管具有相对的第一端和第二端；使所述聚合物溶液固化成聚合物层，该聚合物层具有相对的第一聚合物层表面和第二聚合物层表面，所述第一端暴露在聚合物层外面，所述第二端包埋在聚合物层中；将一绝缘层设置在所述第一聚合物层表面，使所述第一端穿过该绝缘层并且从绝缘层中暴露出来；将一阴极电极设置在所述绝缘层远离所述聚合物层的表面，使所述第一端与该阴极电极直接接触，得到一复合结构；将一支撑体、一阳极电极和所述复合结构依次层叠设置在一起。

技术领域

本发明涉及一种聚合物太阳能电池的制备方法。

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的制备方法。

一种聚合物太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

将一碳纳米管阵列设置于一聚合物溶液中，所述碳纳米管阵列包括多个碳纳米管，每一碳纳米管具有相对的第一端和第二端，该第一端暴露在聚合物溶液外面，该第二端浸入聚合物溶液中；

使所述聚合物溶液固化成聚合物层，该聚合物层具有相对的第一聚合物层表面和第二聚合物层表面，所述第一端暴露在聚合物层外面，所述第二端包埋在聚合物层中；

将一绝缘层设置在所述第一聚合物层表面，使所述第一端穿过该绝缘层并且从绝缘层中暴露出来；

将一阴极电极设置在所述绝缘层远离所述聚合物层的表面，使所述第一端与该阴极电极直接接触，得到一复合结构；以及

将一支撑体、一阳极电极和所述复合结构依次层叠设置在一起，并且所述阳极电极设置在所述支撑体和所述第二聚合物层表面之间。

与现有技术相比，本发明提供的聚合物太阳能电池的制备方法中，利用碳纳米管阵列作为电子受体，使碳纳米管的第一端从聚合物层中暴露出来并与阴极电极直接接触，由于碳纳米管轴向方向的导电性好，而垂直于碳纳米管轴向方向的导电性差，因此碳纳米管的第一端与阴极电极直接接触，提高了碳纳米管与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聚合物太阳能电池的制备方法的工艺流程图。

图3为本发明第一实施例提供的将碳纳米管阵列设置于聚合物溶液中的工艺流程图。

图4为本发明第一实施例提供的将碳纳米管阵列设置于聚合物溶液中的另一工艺流程图。

图5为本发明第一实施例提供的预处理碳纳米管阵列的结构示意图。