[发明专利]一种有机分子无机上转换纳米异质结构的聚合物太阳能电池制备方法

摘要

本发明公开了一种有机分子无机上转换纳米异质结构的聚合物太阳能电池制备方法，包括以下步骤：步骤一：NaYbF4:Tb3+/Eu3+纳米粒子的合成；步骤二：0.2mmolNaYbF4:Tb3+/Eu3+纳米粒子分散在10毫升乙醇中，超声分散30分钟，然后加热到40℃，保持20分钟；步骤三：有机分子修饰上转换NaYbF4:Tb3+/Eu3+纳米粒子聚合物太阳能电池制备；过控制条件合成NaYbF4:Tb3+/Eu3+纳米粒子，通过有机分子的修饰，将其直接应用于聚合物太阳能电池的导电层表面，有机分子修饰的NaYbF4:Tb3+/Eu3+的吸收紫外线和红外光，发光范围与聚合物太阳能电池活性层的吸收匹配，该结构有效提高了材料的稳定性，可有效提高电池的光电转化效率，本发明与现有的技术相比，有效拓宽了太阳光的吸收范围，此外，填充因子也略有提高，该制备工艺简单，值得推广。

主权项

一种有机分子无机上转换纳米异质结构的聚合物太阳能电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：NaYbF4:Tb3+/Eu3+纳米粒子的合成；(1)将1.2克NaOH溶解在2毫升水中，然后加入8毫升乙醇和20毫升油酸，充分搅拌，得到溶液1；(2)加入0.7mmolYb(NO3)3，0.15mmol Eu(NO3)3和0.15mmol Tb(NO3)3加入到上述溶液中，得到溶液2；(3)称取分子量为10000的聚乙烯吡咯烷酮1.0克，加入溶液2中，然后加入8mL 1.0mol/L的NaF，在30℃下搅拌均匀30分钟，得到溶液3；(4)将溶液3转入聚四氟乙烯内胆反应器中，密封，在180℃下反应12小时，然后自然冷却至室温；(5)等到反应釜自然冷却至室温之后，将溶液转移到离心管中，用离心机6000rpm/min室温下离心分离5分钟，之后将离心管的上层液体倒出，加入适量乙醇清洗，共清洗三次，分散在乙醇溶液中；步骤二：(1)0.2mmolNaYbF4:Tb3+/Eu3+纳米粒子分散在10毫升乙醇中，超声分散30分钟，然后加热到40℃，保持20分钟；(2)将0.6毫升0.01mM的噻吩甲酰基三氟丙酮甲醇溶液，搅拌30分钟；(3)在上述溶液中加入0.2毫升0.01Mm的邻菲罗啉甲醇溶液，搅拌2小时；(4)反应结束，自然冷却至室温，适量乙醇清洗，共清洗三次，分散在乙醇溶液中；步骤三：有机分子修饰上转换NaYbF4:Tb3+/Eu3+纳米粒子聚合物太阳能电池制备；(1)将带有阳极电极的透明基底依次用洗涤剂、去离子水、丙酮、去离子水和异醇超声清洗，清洗后用干燥的氮气吹干，形成洁净的导电基底；(2)将上述的导电基底转入等离子体表面处理仪，在25Pa气压、氧气和氮气环境下对导电基底等离子处理6分钟后冷却至室温；(3)将步骤二制备的有机分子修饰上转换NaYbF4:Tb3+/Eu3+纳米粒子进行超声分散，通过匀胶机旋涂的方法在导电基底上；(4)将空穴传输层通过匀胶机旋涂的方法形成带有一层空穴传输层的导电基底；(5)接着通过匀胶机旋涂的方法在步骤(4)的空穴传输层上形成一层光活性层；(6)将电子缓冲层和阴极电极的材质通过匀胶机旋涂的方法在上述电极的表面，得到有机分子修饰上转换NaYbF4:Tb3+/Eu3+纳米粒子的聚合物太阳能电池。