[发明专利]一种倒置结构半透明超薄有机太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种倒置结构半透明超薄有机太阳能电池，属于太阳能电池技术领域。本发明公开了一种倒置结构半透明超薄有机太阳能电池，所述太阳能电池依次包括导电基底层、AZO电子传输层、梳齿状活性层、空穴传输层、金属顶电极层；所述梳齿状活性层包括所述梳齿状活性层包括第一活性层和第二活性层，所述第一活性层为PM6和/或PM7层，第二活性层为BTP‑eC9和/或Y6层。本发明还公开了一种倒置结构半透明超薄有机太阳能电池的制备方法，所述AZO电子传输层、梳齿状活性层以逐层制膜的方式旋涂在导电基底层表面；空穴传输层、金属顶电极层采用真空热蒸镀的方式依次沉积在梳齿状活性层表面。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种倒置结构半透明超薄有机太阳能电池。

背景技术

现有高性能半透明有机太阳能电池大都是基于PEDOT:PSS空穴传输层的正向结构电池，除活性层形貌变化导致衰减外，其空穴传输层中磺酸基团酸性、吸湿性及其与底电极反应，也导致电池效率衰减，无法满足应用需求。目前的倒置结构半透明电池能解决上述问题，但是性能相对落后，且存在以下问题：1、金属顶电极易受电池内部迁移离子和环境分子腐蚀破坏，导致电池效率衰减，所以金属顶电极设置的厚度较大，影响透光性；2、由于本体异质结活性层中给、受体材料在热应力等因素下易发生相分离，改变活性层形貌，导致电池效率衰减；3、总体的光电转换效率和可见光区透光性不佳。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种包括电子传输层、两层结构的梳齿状活性层、空穴传输层、超薄金属顶电极层的倒置结构半透明超薄有机太阳能电池。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种倒置结构半透明超薄有机太阳能电池，所述太阳能电池依次包括导电基底层、AZO电子传输层、梳齿状活性层、空穴传输层、金属顶电极层；

所述梳齿状活性层包括所述梳齿状活性层包括第一活性层和第二活性层，所述第一活性层为PM6和/或PM7层，第二活性层为BTP-eC9和/或Y6层。

本发明的梳齿状活性层包括PM6和/或PM7层、Y6和/或BTP-eC9层，两者以梳齿状镶嵌连接，可减轻活性层进一步发生相分离的程度，阻隔卤素和/或金属离子的扩散迁移，抑制顶电极金属的腐蚀与活性层分子的降解，在提高太阳能电池稳定性及效率的同时，降低活性层和金属顶电极的厚度，增加太阳能电池透光率。

作为优选，所述梳齿状活性层的厚度为80～150nm。

作为优选，所述第一活性层的原料、第二活性层的原料的质量比为1：(0.9～1.15)。

进一步优选，所述第一活性层的原料、第二活性层的原料的质量比为1：(0.95～1.05)。

进一步优选，所述梳齿状活性层的原料组成可以包括PM6～PM7：Y6～BTP-eC9、PM6～PM7：Y6、PM6：BTP-eC9、PM7：Y6～BTP-eC9、PM6：Y6、PM6：BTP-eC9、PM7：Y6、PM7：BTP-eC9中的一种或多种。

作为优选，导电基底层为ITO。

作为优选，所述AZO电子传输层的厚度为20～60nm。

作为优选，AZO溶液的浓度为10～30mg/mL，Al的含量为1～2％。

作为优选，所述金属顶电极层的厚度为5～30nm。

进一步优选，所述金属顶电极层包括厚度为0.1～2nm的Au层和厚度为13～25nm的Ag电极。