[发明专利]有机晶体太阳能电池器件的制备方法和光电设备

说明书

本发明涉及太阳能电池技术领域，公开了有机晶体太阳能电池器件的制备方法和光电设备。本发明的方法包括以下步骤：在氧化铟锡衬底依次制备在P型无定形膜层、有机晶相膜层、N型无定形膜层、金属电极层，其中有机晶相膜层的制备过程为利用热蒸镀法制备无定形膜，将无定形膜利用双层加热退火法制备有机结晶膜层，利用氧等离子体方法对所述有机结晶膜层进行处理得到有机晶相膜层。本方法利用缺陷诱导有机半导体晶体作为有机晶相膜层，并通过氧等离子处理，实现有机晶相膜层对于可见光区的宽程吸收，使得有机晶体太阳能电池器件的效率大幅度提高，且提高电池的稳定性，还通过引入空穴阻挡层和电子阻挡层实现了高效率有机晶体太阳能电池器件的制备。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种有机晶体太阳能电池器件的制备方法、光电设备。

背景技术

由有机材料构成核心部分的太阳能电池，主要是以具有光敏性质的有机半导体分子作为半导体材料，以光伏效应而产生电压形成电流，实现太阳能发电的效果。其制备技术主要是以制备基于有机半导体材料的无定形膜，实现器件制备。有机半导体材料的无定形膜器件制备技术被广泛应用于有机电致发光、有机太阳能电池等诸多领域。作为一种半导体材料，有机半导体无定形膜的能带结构由有机半导体分子自身的能带结构决定。这一特点决定有机半导体器件的研究一直集中于分子的设计合成，少有对于无定形膜技术的研发。且目前仍难以实现从材料向器件的转变。

其中的原因是基于无定形膜结构的器件，由于电荷注入困难以及分子间电荷跃迁距离短等问题，相关太阳能电池器件的效率仍然较低，很难达到15%。与之相对应的其他基于结晶型材料的太阳能电池技术如硅基太阳能电池，染料敏华太阳能电池，钙钛矿太阳能电池，效率都远超20%。有机半导体晶体材料晶格由氢键，范德华力等弱分子间相互作用构筑，很难形成长程有序的薄膜结构，更难实现薄膜有机半导体器件的制备，极大的限制了有机半导体晶体材料在太阳能电池领域的应用。

发明内容

本发明的第一个目的在于解决现有技术中太阳能电池效率低下、稳定性不高的技术问题，以实现有机晶体材料在太阳能电池领域的应用。

本发明提供的方案是：一种有机晶体太阳能电池器件的制备方法，包括以下步骤：

在氧化铟锡衬底上制备P型无定形膜层；

在所述P型无定形膜层上制备有机晶相膜层；

在所述有机晶相膜层上制备N型无定形膜层；

在所述N型无定形膜层上制备金属电极层；

得到有机晶体太阳能电池器件本体；

其中，在所述P型无定形膜层上制备有机晶相膜层包括以下步骤：

利用热蒸镀法制备无定形膜，将所述无定形膜利用双层加热退火法制备有机结晶膜层，利用氧等离子体方法对所述有机结晶膜层进行处理得到有机晶相膜层，其中双层加热退火法是指将相对叠放的两片金属配合物无定形掺杂膜加热退火；

或者，利用热蒸镀方法制备无定形掺杂膜，将所述无定形掺杂膜利用双层加热退火法制备得到有机晶相膜层。

可选地，利用旋涂法制备所述P型无定形膜层。

可选地，利用蒸镀法或溅射法制备所述金属电极层。

可选地，利用热蒸镀法制备所述N型无定形膜层。

可选地，所述氧等离子体方法包括：设置氧等离子体功率为10-50mW。

可选地，所述有机晶体太阳能电池器件本体包括：氧化铟锡衬底，所述氧化铟锡衬底上依次设有P型无定形膜层、有机晶相膜层、N型无定形膜层、金属电极层。

可选地，所述有机晶相膜层选自八羟基喹啉类金属配合物膜层。