[发明专利]一种掺入金属纳米颗粒的正置体异质结有机太阳能电池及其制作方法

摘要

本发明涉及有机太阳能电池制作领域，具体是一种掺入金属纳米颗粒的正置体异质结有机太阳能电池及其制作方法。一种掺入金属纳米颗粒的正置体异质结有机太阳能电池，由阳极层、空穴传输层、金属纳米颗粒层、活性层、电子传输层、阴极层组成，金属纳米颗粒层为面密度为每平方微米5±0.5个的空心金银合金三角纳米盒。与传统太阳能电池相比，短路电流密度提高了12.78%，功率转换效率提高了8.38%。

主权项

1.一种制作 掺入金属纳米颗粒的正置体异质结有机太阳能电池的方法，该掺入金属纳米颗粒的正置体异质结有机太阳能电池，由阳极层、空穴传输层、金属纳米颗粒层、活性层、电子传输层、阴极层组成，阳极层为铟锡氧化物ITO，空穴传输层为厚度为30±0.2纳米的PEDOT:PSS，金属纳米颗粒层为面密度为每平方微米5±0.5个的空心金银合金三角纳米盒，活性层为厚度为100±0.2纳米的PTB7:PC70BM，电子传输层为厚度为10±0.2纳米的ZnO纳米颗粒层，阴极层为铝，其特征在于：按照如下的步骤进行步骤一、活性层溶液配制，将10毫克PTB7、15毫克PC70BM、1300微升氯苯CB、39微升1,8‑二碘辛烷DIO混合后在60℃温度下搅拌均匀，获得活性层溶液；步骤二、空心金银合金三角纳米盒溶液制备，在搅拌条件下，将0.25毫升500 毫克/升的PSSS、0.3毫升10 毫摩尔/升的NaBH4加入5毫升2.5毫摩尔/升的柠檬酸三钠中，然后以2毫升/分钟的速率将5毫升0.5毫摩尔/升的AgNO3溶液添加到上述混合溶液中，观察到溶液从原先的透明无色慢慢变成棕黄色，完成制备种子溶液，搅拌条件下，在5毫升去离子水中加入75微升10毫摩尔/升的AA，接着加入100微升的种子溶液，然后以1 毫升/分钟的速率加入3毫升0.5毫摩尔/升的AgNO3完成银三角溶液制备，将400微升10毫摩尔/升的AA加入上述银三角溶液中，再用注射泵以1 毫升/分钟的速率加入4毫升0.5毫摩尔/升的 HAuCl4，5分钟后，制得空心金银合金三角纳米盒溶液，然后用离心机以6500 转/分钟的速度离心15分钟，再用乙醇反复以6500 转/分钟的速度离心提纯三遍，并用乙醇调节空心金银合金三角纳米盒浓度为0.5毫摩尔/升，此时金属纳米颗粒的偶极共振峰位于730±10纳米，即为所需的空心金银合金三角纳米盒溶液；步骤三、把氧化铟锡导电玻璃清洗干净后，用紫外光进行照射处理后作为阳极层，在阳极层上旋涂厚度为30±0.2纳米的PEDOT:PSS层形成空穴传输层，在空穴传输层上旋涂空心金银合金三角纳米盒溶液，形成面密度为每平方微米5±0.5个纳米盒的金属纳米颗粒层，在金属纳米颗粒层上旋涂100±0.2纳米的PTB7:PC70BM层作为活性层，在活性层上旋涂10±0.2纳米厚的ZnO纳米颗粒，作为电子传输层，在ZnO层上蒸镀厚度为100±0.2纳米的铝，作为阴极层。