[发明专利]一种半透明有机太阳能电池及其制备方法

说明书

一种半透明有机太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域，自下而上依次为透明电极、电子传输层、活体层、空穴传输层以及基底；所述活体层包括给体层，以及沉积于所述给体层上的受体层，所述给体层的厚度为10‑80nm，所述受体层的厚度为30‑60nm；本发明将活性层按照其对可见光及红外光吸收的方式将其分为给体层以及受体层，并对其分别沉积，从而在沉积给体层时，可降低其浓度，从而影响沉积后活体层整体的厚度，根据结构所需厚度来决定沉积时的材料浓度，以调整可见光光谱吸收，进而调整电池之透光度，同时又不严重影响其光电转换效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种半透明有机太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。只要被光照到，瞬间就可输出电压及电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic，photo光线，voltaics 电力，缩写为PV)，简称光伏。

现有半透明有机太阳能电池采用的本体异质结构，活性层内部由吸收可见光谱之给体与吸收红外光之受体组成。目前是以降低活性层总体之厚度，获取高透明度之电池，但其无法分别控制电池可见光及红外光吸收，导致提升电池之透明度时，严重影响其光电转换效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半透明有机太阳能电池及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种半透明有机太阳能电池，自下而上依次为透明电极、电子传输层、活体层、空穴传输层以及基底；所述活体层包括给体层，以及沉积于所述给体层上的受体层，所述给体层的厚度为10-80nm，所述受体层的厚度为30-60nm。

作为优选，所述基底包括玻璃基板，所述玻璃基板上沉积有TCO层。

作为优选，所述TCO层制备选用的材料为氟掺氧化锡、铟掺氧化锡中的一种或多种。

作为优选，所述空穴传输层制备选用的材料为PEDOT：PSS、NiO_x、MoO₃中的一种或多种。

作为优选，所述电子传输层制备选用的材料为ZnO、SnO₂、PFN-Br中的一种或多种。

作为优选，所述透明电极制备选用的材料为超薄金、超薄银、石墨烯中、银纳米线、碳纳米管、透明导电氧化物中的一种或多种。

作为优选，所述给体层由P型材料制备而成，所述P型材料为PM6、PM7、PTB7-TH、D18中的一种，其中，所述P型材料其HOMO及LUMO范围为-3～-6ev。

作为优选，所述受体层由N型材料制备而成，所述N型材料为IEICO-4F、IT-4F、Y6、Y7、ITIC中的一种，其中，所述N型材料其HOMO及LUMO范围为-3.5～-6.5ev。

本发明还公开了一种基于上述任一所述的半透明太阳电池的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：清洗基底；

步骤二：沉积空穴传输层；

步骤三：沉积给体层；

步骤四：沉积受体层；

步骤五：沉积电子传输层；

步骤六：沉积透明电极。

作为优选，所述步骤一具体的清洗步骤内容如下：先经无磷清洁剂、去离子水、丙酮、IPA以及超声清洗15-20分钟，再经高纯氮气吹洗。

作为优选，本制备方法中的沉积采用溶液涂布法、物理气相沉积法、丝网印刷法、化学气相沉积、电镀、化学镀、离子镀中的任意一项。

与现有技术相比，本技术方案具有如下效果：