[发明专利]一种基于初晶态多孔纳米锗薄膜的双通道并联型有机‑无机复合太阳电池

摘要

一种基于初晶态多孔纳米锗薄膜的双通道并联型有机‑无机复合太阳电池，以具有n型导电特征的初晶态多孔纳米锗薄膜为基础，在其上旋涂有机给体/有机受体活性层，有机给体/有机受体形成体相异质结的同时有机给体/无机受体形成平面异质结。在此体相异质结和平面异质结共存的复合结构中，载流子可实现并联方式的双通道输运，进而在改善电池输运性能的同时增强和拓展电池对太阳光谱的吸收。其中，n型导电特征的初晶态多孔纳米锗薄膜采用平板电容耦合等离子增强化学气相沉积（PECVD）系统在室温下制备而成。本发明的优点在于载流子并联的双通道输运方式与锗材料窄带隙、高吸收系数、高载流子迁移率的特性相结合，实现有机电池载流子输运能力和太阳光谱吸收的共同提升。

主权项

一种具有n型导电特征的初晶态多孔纳米锗薄膜材料的应用，其特征在于：所述纳米锗薄膜由颗粒堆积而成，颗粒尺寸为5‑25nm，将所述纳米锗薄膜用于双通道并联型有机‑无机复合太阳电池，所述太阳电池采用有机给体/有机受体体相异质结和有机给体/无机受体平面异质结共存的复合结构，所述复合结构实现并联方式的双通道载流子输运，所述有机给体/有机受体体相异质结由PTB7‑Th和PC70BM组成，所述有机给体/无机受体平面异质结由PTB7‑Th和多孔纳米锗薄膜组成，多孔纳米锗薄膜作为有机给体/有机受体体相异质结结构的电子传输层，同时作为有机给体/无机受体平面异质结结构的无机受体材料，有机给体/有机受体体相异质结和有机给体/无机受体平面异质结在一次旋涂工艺中同时形成，具体方法如下：将质量比为1:1.5的PTB7‑Th:PC70BM共混溶液均匀滴涂于多孔纳米锗薄膜上，静置35s后，在800转/分钟和1500转/分钟分别旋转10s和60s。