[发明专利]一种纳米无机铁电-有机杂化太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米无机铁电-有机杂化太阳能电池，其特征在于，包括从下至上的衬底玻璃(1)、空穴传输层(2)、铁电-有机复合层(3)、电子注入层(4)和电极(5)，所述铁电-有机复合层(3)为铁电层和活性层的复合层，铁电-有机复合层(3)由铁电无机纳米材料BTO和活性层有机聚合物材料P3HT:PCBM形成的(P3HT:PCBM)：BTO溶胶层构成。

2.根据权利要求1所述的纳米无机铁电-有机杂化太阳能电池，其特征在于，所述衬底玻璃(1)为ITO导电玻璃，所述ITO导电玻璃的方阻为20Ω/□，覆盖面积为1.5cm×1.5cm，ITO导电玻璃表面覆盖的有效覆盖面积为1.0cm×1.5cm；所述衬底玻璃(1)工作温度为25-200℃。

3.根据权利要求1或2所述的纳米无机铁电-有机杂化太阳能电池，其特征在于，电极(5)为蒸镀的Al电极。

4.根据权利要求1所述的纳米无机铁电-有机杂化太阳能电池，其特征在于，所述电子注入层(4)为LiF电子注入层。

5.根据权利要求1所述的纳米无机铁电-有机杂化太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层(2)的材料为导电聚合物PEDOT:PSS 4083，所述空穴传输层(2)的厚度为30-300nm。

6.一种根据权利要求1所述的纳米无机铁电-有机杂化太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1：以衬底玻璃(1)作为窗口层，清洗衬底；

S2：在步骤S1之后，在衬底基底上面旋涂制备空穴传输层(2)；

S3：在步骤S2之后，在空穴传输层(2)上面制备铁电层；在铁电层薄膜上制备活性层，活性层与铁电层形成铁电-有机复合层(3)；

S4：在步骤S3之后，在铁电-有机复合层(3)上面制备电子注入层(4)；

S5：在步骤S4之后，在电子注入层上面蒸镀电极(5)。

7.根据权利要求6所述的纳米无机铁电-有机杂化太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，将ITO导电玻璃先后使用异丙醇、去离子水、洗涤液、酒精、丙酮和异丙酮进行超声清洗13min～17min，清洗后放置90℃烘干箱烘干1.8h～2.5h。

8.根据权利要求7所述的纳米无机铁电-有机杂化太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，形成(P3HT:PCBM)：BTO溶胶层的具体步骤如下：

(1)用天平称量P3HT和PCBM，质量比为1:0.8；随后转移至氮气手套箱中，在低水低氧氛围下用二氯苯作为溶剂配置20mg/ml的P3HT:PCBM混合溶液，然后在50℃恒温下磁力搅拌12小时后用220nm滤头对混合液进行过滤；

(2)将0.04mol的钛酸丁酯溶于20ml的无水乙醇得到A溶液，将0.04mol的醋酸钡溶于40ml的乙酸得到B溶液，将A、B两溶液进行混合超声，在40℃水浴锅中进行回流3h，得到湿凝胶；然后在90℃条件下烘干，研磨，在900℃条件下煅烧3小时，得到BaTiO₃纳米颗粒；

(3)将一定量的BaTiO₃纳米颗粒溶解于适量的甲苯溶剂中，然后和步骤(2)中得到的两种混合液进行混合，充分超声，经过磁力搅拌4h以上待其完全溶解后，最终得到需要的(P3HT:PCBM)：BTO溶胶。