(PCBM)(質(zhì)量比為 1:0.8)溶解在 I ml 氯苯溶液中配置成(包含P3HT:12 mg/ml; PCBM: 9.6 mg/ml)的活性層溶液，避光50 °(:下加熱磁力攪拌12小時(shí)，活性層溶液配制完成。使用一次性注射器，0.22 μ m有機(jī)過濾嘴過濾，將活性層溶液滴涂在AZ0/PVP復(fù)合薄膜上，設(shè)置勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速600 rpm旋涂時(shí)間為30 S。將樣品放置在120 °C熱板上進(jìn)行10 min熱退火處理，活性層制備工序完成；
2)電極的制備:將樣品(IT0/AZ0/PVP/P3HT:PCBM)放入鍍膜機(jī)中，采用常規(guī)蒸鍍的方式，利用掩膜版在10 4 Pa條件下蒸鍍3 nm MoO3和100 nm陽極Ag電極，電池面積約為0.08 cm2。
[0010]本發(fā)明根據(jù)有機(jī)倒結(jié)構(gòu)太陽電池的研究現(xiàn)狀，提供一種陰極復(fù)合緩沖層的制備方法。該方法可操作性強(qiáng)，無需大型真空設(shè)備和高溫退火，可在較低溫度下、空氣中大面積制備，制備成本低廉，并與大面積卷對(duì)卷(roll-to-roll)商業(yè)化生產(chǎn)工藝相兼容。通過電池器件性能的測試驗(yàn)證，該方法能有效提高電池器件的填充因子和開路電壓，電池性能得到明顯提升。
[0011]采用本發(fā)明提出的制備AZ0/PVP復(fù)合薄膜的方法，作為倒結(jié)構(gòu)聚合物太陽電池中的陰極復(fù)合緩沖層，不但能夠有效的電荷傳輸，而且通過AZ0/PVP優(yōu)化了無機(jī)材料AZO與有機(jī)活性層材料之間的接觸界面質(zhì)量，解決了 AZO單層緩沖層與活性層之間接觸質(zhì)量差導(dǎo)致的電池性能低的問題；而且無需昂貴真空設(shè)備，無需高溫條件下退火處理，在室溫下大氣環(huán)境中即可制備，并能夠有效優(yōu)化界面質(zhì)量，降低接觸電阻，減少載流子復(fù)合，顯著提高電池開路電壓和填充因子，提升電池能量轉(zhuǎn)換效率。
[0012]該方法制備的陰極復(fù)合緩沖層AZ0/PVP簡單易行，價(jià)格低廉，與商業(yè)化大面積生產(chǎn)制備工藝兼容，能夠加快該類型太陽電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，滿足社會(huì)對(duì)太陽電池低成本、高效率的迫切需求。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面通過具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局限于下面的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0014]在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設(shè)備和原料等均可從市場購得或是本領(lǐng)域常用的。下述實(shí)施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0015]實(shí)施例:
稱取 I 克 Zn (CH3CO2)2.2H20 和 0.002 克 Al (NO3)3.9H20 溶解在 40ml 乙醇中，加入0.2 ml MEA做為穩(wěn)定劑，將配置好的溶液在60 °C下攪拌30 min，室溫條件下陳化24 h，前驅(qū)液配制完成。
[0016]采用I ml容量的一次性注射器(0.45 μm有機(jī)過濾嘴)，將前驅(qū)液涂抹在洗凈烘干的ITO玻璃襯底上，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速1800 rpm，旋涂時(shí)間為20 S。旋涂完畢后，將載有前驅(qū)液的ITO玻璃襯底放置在240 °C熱板上加熱10 min進(jìn)行預(yù)退火，再進(jìn)行300 °C 30 min的后退火，退火處理過程完畢得到AZO薄膜。
[0017]稱取0.03克PVP (k30)溶解在20 ml乙醇中，50 °C條件下攪拌35 min，將PVP溶液滴涂在制備完成的AZO薄膜上，調(diào)節(jié)勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速，使用轉(zhuǎn)速800 rpm旋涂時(shí)間20 s旋涂制備AZ0/PVP復(fù)合薄膜；將AZ0/PVP復(fù)合薄膜放置在120 V熱板上進(jìn)行15 min熱處理，15 min結(jié)束立即移除，放至室溫冷卻，得到AZ0/PVP陰極復(fù)合緩沖層。
[0018]將得到AZ0/PVP陰極復(fù)合緩沖層移入電阻蒸發(fā)鍍膜儀，在4*10 4 Pa條件下分別蒸鍍MoOjPAg厚度為3 nmUOO nm?；贏Z0/PVP陰極復(fù)合緩沖層的有機(jī)倒結(jié)構(gòu)P3HT:PCBM電池制備完成。該電池的結(jié)構(gòu)自上而下依次為普通玻璃載體、ITO、AZ0/PVP陰極復(fù)合緩沖層、P3HT:PCBM ,MoO3、Ag。該電池器件的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到4.43% (Jsc=Il.41 mA/cm2，Voc=0.60 V，F(xiàn)F=64.4%)。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:制備AZO/PVP復(fù)合薄膜，作為倒結(jié)構(gòu)聚合物太陽電池的復(fù)合陰極緩沖層，不僅能有效鈍化AZO表面缺陷，與活性層之間形成歐姆接觸，而且極大的改善了載流子的輸運(yùn)和收取效率。該方法無需昂貴真空設(shè)備，無需高溫退火，可在室溫下空氣中制備，與大面積商業(yè)化生產(chǎn)制備工藝相兼容。復(fù)合陰極緩沖層的引入，能夠有效減少載流子復(fù)合，降低器件的串聯(lián)電阻，提高電池開路電壓、填充因子以及能量轉(zhuǎn)換效率。
[0020]以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于倒結(jié)構(gòu)聚合物太陽電池的AZO/PVP陰極復(fù)合緩沖層，其特征在于該AZO/PVP陰極復(fù)合緩沖層的制備方法包括如下步驟: 首先，稱取I克二水和合醋酸鋅(Zn (CH3CO2)2- 2H20)和0.001~0.02克九水合硝酸鋁(Al (NO3)3- 9H20)溶解在40毫升乙醇中，取0.01~0.3毫升單乙醇胺加入溶液中做為穩(wěn)定劑，將配置好的溶液在30~60 °C下攪拌20~30 min，待溶液清澈透明后，在室溫條件下陳化10~24 h以上，前驅(qū)液配制完成； 將前驅(qū)液滴涂在洗凈烘干的ITO玻璃襯底上，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速1800 rpm，旋涂時(shí)間為20 S，旋涂完畢后，將載有前驅(qū)液的ITO玻璃襯底放置在100~240 °C熱板上加熱5~10 min進(jìn)行預(yù)退火，再進(jìn)行100~300 0C 20-30 min的后退火，退火處理過程完畢得到AZO薄膜； 其次，稱取0.03克PVP (k30)溶解在20毫升乙醇中制成PVP溶液，20~50 °C條件下攪拌30~35 min后，將均勻澄清的PVP溶液滴涂在制備完成的AZO薄膜上，調(diào)節(jié)勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速，使用轉(zhuǎn)速800 rpm旋涂時(shí)間5~20 s旋涂制備AZ0/PVP復(fù)合薄膜； 再次，將AZ0/PVP復(fù)合薄膜放置在80~120 °C熱板上進(jìn)行5~15 min熱處理，15 min結(jié)束立即移除，冷卻至室溫，得到AZ0/PVP陰極復(fù)合緩沖層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AZ0/PVP陰極復(fù)合緩沖層，其特征在于:將前驅(qū)液滴涂在ITO玻璃襯底上是采用I ml容量的一次性注射器，其具有0.45 μ m有機(jī)過濾嘴。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AZ0/PVP陰極復(fù)合緩沖層，其特征在于:PVP選擇k值30的τ?: 口廣PR ο4.一種用于倒結(jié)構(gòu)聚合物太陽電池的AZ0/PVP陰極復(fù)合緩沖層的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 首先，稱取I克二水和合醋酸鋅(Zn (CH3CO2)2- 2Η20)和0.001~0.02克九水合硝酸鋁(Al (NO3)3- 9Η20)溶解在40毫升乙醇中，取0.01~0.3毫升單乙醇胺加入溶液中做為穩(wěn)定劑，將配置好的溶液在30~60 °C下攪拌20~30 min，待溶液清澈透明后，在室溫條件下陳化10~24 h以上，前驅(qū)液配制完成； 將前驅(qū)液滴涂在洗凈烘干的ITO玻璃襯底上，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速1800 rpm，旋涂時(shí)間為20 S，旋涂完畢后，將載有前驅(qū)液的ITO玻璃襯底放置在100~240 °C熱板上加熱5~10 min進(jìn)行預(yù)退火，再進(jìn)行100~300 0C 20-30 min的后退火，退火處理過程完畢得到AZO薄膜； 其次，稱取0.03克PVP (k30)溶解在20毫升乙醇中制成PVP溶液，20~50 °C條件下攪拌30~35 min后，將均勻澄清的PVP溶液滴涂在制備完成的AZO薄膜上，調(diào)節(jié)勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速，使用轉(zhuǎn)速800 rpm旋涂時(shí)間5~20 s旋涂制備AZ0/PVP復(fù)合薄膜； 再次，將AZ0/PVP復(fù)合薄膜放置在80~120 °C熱板上進(jìn)行5~15 min熱處理，15 min結(jié)束立即移除，冷卻至室溫，得到AZ0/PVP陰極復(fù)合緩沖層。5.一種采用權(quán)利要求1所述的AZ0/PVP陰極復(fù)合緩沖層制得的倒結(jié)構(gòu)聚合物太陽電池。
【專利摘要】本發(fā)明屬于新能源中的太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于倒結(jié)構(gòu)聚合物太陽電池的AZO/PVP陰極復(fù)合緩沖層及其應(yīng)用。該AZO/PVP陰極復(fù)合緩沖層的制備方法包括如下步驟：前驅(qū)液的配制；將前驅(qū)液滴涂在洗凈烘干的ITO玻璃襯底上，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速1800rpm，旋涂時(shí)間為20s，旋涂完畢后，將載有前驅(qū)液的ITO玻璃襯底放置在100~240℃熱板上加熱5~10min進(jìn)行預(yù)退火，再進(jìn)行100~300℃20~30min的后退火，退火處理過程完畢得到AZO薄膜；其次，將PVP溶液滴涂在制備完成的AZO薄膜上制備AZO/PVP復(fù)合薄膜，經(jīng)熱處理，冷卻至室溫，得到AZO/PVP陰極復(fù)合緩沖層。
【IPC分類】H01L51/52, H01L51/56
【公開號(hào)】CN105118926
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510252311
【發(fā)明人】余璇, 于曉明, 潘洪軍, 張建軍
【申請(qǐng)人】浙江海洋學(xué)院
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月18日