[发明专利]一种Cs2

说明书

本发明公开了一种Cs₂SnI₆掺杂有机太阳能电池及其制备方法。该掺杂有机太阳能电池器件包括阴极基底、电子传输层、活性层、空穴传输层以及阳极层；所述活性层由P3HT/PCBM与Cs₂SnI₆粉末掺杂而成。本发明的掺杂有机太阳能电池，通过在活性层中掺杂高电导率、高电荷分离以及较好的吸光性的Cs₂SnI₆粉末；首先，Cs₂SnI₆粉末具有较高的电导率，可以有效的提升有机太阳能电池的电荷传输效率；其次Cs₂SnI₆电荷分离能力优异，能提高活性层的电荷分离效率并减少电子空穴对的复合；最后Cs₂SnI₆有较强的可见光吸收范围，能增强活性层的吸光性，最终提高掺杂有机太阳能电池的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种Cs₂SnI₆掺杂有机太阳能电池及其制备方法。

背景技术

有机太阳能电池由于其原料来源广、加工容易、易于进行物理与化学改性、电池器件结构多样、价格便宜、环境友好等优点而受到广泛关注。但有机太阳能电池与传统无机硅太阳能电池相比，有机太阳能电池在光电转换效率较低，这限制了其进一步发展。

有机太阳能电池工作原理为：(1)光透过ITO电极照到活性层上，活性层吸收光子产生激子；激子扩散到给体/受体界面处；(2)受体中的激子将空穴转移到给体上，给体中的激子将电子转移到受体上，进而实现电荷分离；(3)电子和空穴分别顺着受体与给体向阴极与阳极扩散；(4)电子和空穴在阴极和阳极界面上分别被阴极和阳极收集，并由此产生光电流和光电压。

研究表明限制有机太阳能电池光电转换效率有两大因素：(1) 激子的解离与电荷传输，由于有机物本身的特性导致激子分离效率低，激子扩散长度短，电荷传输效率低等；(2)有机太阳能电池的可见光吸收范围不够宽，导致仅吸收一部分太阳光。对此人们提出向有机活性层添加兼顾吸收、电荷分离以及电荷传输效率的材料；Gustaf等将Ir(ppy)₃掺入P3HT：PCBM体系中制备的器件表现出优异的激子解离效率；Heeger等将金纳米晶体加入到P3HT：PCBM体系中发现活性层光吸收范围和电荷传输效率都得到有效提升；Huangzhong Yu等将 CuPc掺到P3HT：PCBM体系中发现活性层光吸收范围、激子解离效率和电荷传输效率都得到有效提升。

发明内容

本发明提供一种Cs₂SnI₆掺杂有机太阳能电池及其制备方法，该电池可以提高光电光电转换效率。

本发明技术方案如下。

一种Cs₂SnI₆掺杂有机太阳能电池，包括阴极基底、电子传输层、活性层、空穴传输层以及阳极层；所述活性层由P3HT:PCBM与 Cs₂SnI₆粉末掺杂而成；

进一步地，所述阴极基底选自铟锡氧化物玻璃(ITO)；所述电子传输层为ZnO；所述空穴传输层为MoO_x；所述阳极层为银。

进一步地，所述活性层中Cs₂SnI₆粉末掺杂质量百分比为 0.5％～5％。

进一步地，所述Cs₂SnI₆粉末的粒径大小为10～100nm。