[发明专利]一种具有气致变色功能的半透明聚合物太阳能电池及其制备方法

摘要

一种具有气致变色功能的半透明聚合物太阳能电池及其制备方法，属于有机光电器件技术领域。从下至上，由ITO导电玻璃阴极、PFN阴极缓冲层、PTB7‑Th：FOIC有源层、MoO3阳极缓冲层、Ag阳极、WO3/Pt气致变色结构层组成；有源层受体材料FOIC在可见光到近红外区(600～950nm)具有很强的光吸收，消光系数可以高达2×105m‑1cm‑1，低带隙为1.32eV，且具有较高电子迁移率1.2×10‑3cm2V‑1s‑1。WO3薄膜在着色态时对太阳光谱的红外和可见波段有很强的吸收，将其与半透明聚合物太阳能电池器件相结合，在通入氢气的情况下，器件对可见光和红外区域的光吸收将显著增强，从而达到提高光电转换效率的目的。

主权项

1.一种具有气致变色功能的半透明聚合物太阳能电池的制备方法，其步骤如下：1)将ITO导电玻璃依次用丙酮、乙醇、去离子水分别超声清洗15～30min，通入氮气干燥20～40min，作为阴极(1)待用；2)将阴极缓冲层材料PFN溶解在甲醇溶液中，配置成浓度为0.5～1mg mL^‑1的溶液，随后在每毫升PFN溶液中添加5～20μL乙酸，待其搅拌均匀后，旋涂在阴极(1)上，旋涂转速为2000～5000rpm，旋涂时间为30～50s，得到的PFN阴极缓冲层(2)的厚度为2～4nm；3)将质量比为1：1.5的给体材料PTB7‑Th和受体材料FOIC混合后溶解在氯苯与1,8‑二碘辛烷的混合溶剂中，给体材料和受体材料的总浓度为15～25mg mL^‑1；然后将混合溶液旋涂在阴极缓冲层(2)上，旋涂速度为1500～2500rpm，旋涂时间为50～80s，得到有源层3的厚度为80～150nm；4)在3×10^‑4～8×10^‑5Pa真空条件下，在有源层(3)上蒸镀厚度为3～5nm的MoO₃薄膜，得到阳极缓冲层(4)；5)在3×10^‑4～8×10^‑5Pa高真空条件下，在阳极缓冲层(4)上蒸镀厚度为10～20nm的Ag，得到阳极(5)；6)在3×10^‑4～8×10^‑5Pa高真空条件下，在阳极(5)上蒸镀厚度为100～150nm的WO₃薄膜(6)；7)在WO₃薄膜(6)上溅射Pt，溅射时间为50～70s，得到在WO₃薄膜上均匀分布的Pt纳米粒子(7)，从而制备得到具有气致变色功能的半透明聚合物太阳能电池。