[发明专利]基于双层混合活性层的有机薄膜太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于双层混合活性层的有机薄膜太阳能电池及其制备方法，采用正型结构，从下到上依次为透明衬底、透明阳极电极、阳极修饰层、混合活性层一、混合活性层二、电子缓冲层和阴极电极，混合活性层一是由P型材料和双性材料互相掺杂形成，混合活性层二是由双性材料和N型材料互相掺杂形成。本发明利用P型、N型、双性材料互相掺杂形成双体异质结型的活性层，吸收不同波段的光，同时由于利用了体异质结的优点和双性材料衔接P和N型材料形成双异质结的特点，该太阳能电池大大提高器件光吸收效率和吸收波长，激子传输和分离效率，并最终提高太阳能电池的转化效率。

主权项

一种基于双层混合活性层的有机薄膜太阳能电池的制备方法，该电池采用正型结构，从下到上依次为透明衬底、透明阳极电极、阳极修饰层、混合活性层一、混合活性层二、电子缓冲层和阴极电极，混合活性层一由TTPA和SubPc混合形成，混合活性层二由SubPc和C60混合形成；混合活性层一的厚度为30nm，TTPA与SubPc的重量比为 TTPA︰SubPc=1:3；混合活性层二的厚度为60nm，且SubPc与C60的重量比为SubPc︰C60=1︰4；阳极修饰层为有机导电聚合物薄膜或金属氧化物薄膜，其中有机导电聚合物薄膜为PEDOT︰PSS或PANI类有机导电聚合物薄膜，金属氧化物薄膜为氧化钼薄膜或氧化镍薄膜，透明衬底是玻璃或者柔性基片或者金属片；透明阳极电极是金属氧化物薄膜；阴极电极是锂、镁、钙、锶、铝或铟中的一种或由它们的合金，电子缓冲层采用Bphen；其特征在于，它包括以下步骤：①清洗由透明衬底及透明导电阳极ITO 所组成的基板，然后用氮气吹干；②在透明导电阳极ITO 表面旋转涂覆、印刷或喷涂阳极极缓冲层溶液形成薄膜，并将所形成的薄膜进行烘烤，制备得到阳极极缓冲层；③在阳极修饰层上制备混合活性层一；④在混合活性层一上制备混合活性层二；⑤在混合活性层二上制备电子缓冲层；⑥在电子缓冲层上制备阴极电极；步骤②中薄膜烘烤的温度为120 ～ 150℃，时间为5 ～ 60min；透明阳极电极和阴极电极通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷或打印中的一种方法制备，混合活性层一、混合活性层二和电子缓存层通过旋涂、真空蒸镀、滴膜、压印、印刷或气喷中的一种方法制备。