基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池及制备方法
专利汇可以提供基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池及制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于有机 半导体 薄膜 太阳能 电池 领域，公开了一种基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机 太阳能电池 及制备方法，该 有机太阳能电池 采用反型结构，从下到上依次为衬底，透明导电 阴极 ITO，阴极 缓冲层 ，光 活性层 ， 阳极 缓冲层，金属阳极；所述阴极缓冲层为不同直径大小的ZnO纳米颗粒分散液。利用不同直径大小的ZnO纳米颗粒制备的有机太阳能电池表现出了不同的光衰减特性，ZnO纳米颗粒尺寸越大的器件性能衰减的越低，在x射线，γ射线中效果尤为明显，为 有机光 电子 器件 进入太空奠定了 基础 。光衰减的原因在于在器件面积相同的情况下，ZnO纳米颗粒尺寸越大，不同颗粒间的空隙范围越小，减少了阴极缓冲层中的 缺陷 ，提升了阴极缓冲层的电子传输能 力 。，下面是基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池及制备方法专利的具体信息内容。
1.一种基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池，其特征在于，所述有机太阳能电池采用反型结构，从下到上依次为：衬底(1)，透明导电阴极ITO(2)，阴极缓冲层(3)，光活性层(4)，阳极缓冲层(5)，金属阳极(6)，所述阴极缓冲层(3)为不同直径大小的ZnO纳米颗粒分散液，所述ZnO纳米颗粒的直径范围是10～120nm，所述阴极缓冲层(3)厚度范围为
30～60nm。
2.根据权利要求1所述的一种基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池，其特征在于，所述光活性层(4)由电子给体材料PBDB-T与电子受体材料ITIC的混合溶液制备而成，其厚度范围为50～300nm；所述混合溶液中电子给体材料PBDB-T和电子受体材料ITIC的质量百分比为1:1，所述混合溶液的浓度为10～30mg/ml。
3.根据权利要求1所述的一种基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池，其特征在于，所述阳极缓冲层(5)材料为PEDOT:PSS，其厚度范围为5～20nm。
4.根据权利要求1所述的一种基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池，其特征在于，所述金属阳极(6)材料为Ag、Al和Au中的一种或多种，其厚度范围为100～200nm。
5.根据权利要求1所述的一种基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池，其特征在于，所述衬底(1)材料为透明聚合物，所述透明聚合物材料为聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺、氯醋树脂和聚丙烯酸的一种或多种。
6.一种基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，制备过程包括以下步骤：
1)对由衬底(1)及透明导电阴极ITO(2)所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；
2)把不同直径大小的ZnO纳米颗粒分散液用无水乙醇稀释10～100倍，然后置于搅拌台上搅拌，制备得到ZnO纳米颗粒分散液；
3)在透明导电阴极ITO(2)表面旋转涂覆、印刷或喷涂不同直径大小的ZnO纳米颗粒分散液，并将所形成的薄膜进行低温烘烤，制备得到阴极缓冲层(3)；
4)在阴极缓冲层(3)上采用旋涂或喷涂或自组装或喷墨打印或丝网印刷的方式制备PBDB-T:ITIC光活性层(4)；
5)在光活性层(4)表面旋转涂覆、印刷或喷涂阳极缓冲层(5)PEDOT:PSS溶液，并进行热退火；
6)在阳极缓冲层(5)上蒸镀金属阳极(6)。
7.根据权利要求6所述的一种基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述薄膜低温烘烤的温度范围在30～40℃，时间范围为10～30min。
8.根据权利要求6所述的一种基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述阳极缓冲层(5)热退火温度范围在120～140℃，时间范围为25～35min。
9.根据权利要求6所述的一种基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述热退火和低温烘烤方式采用恒温热台加热、烘箱加热、远红外加热、热风加热的一种或多种。
基于不同ZnO纳米颗粒低衰减特性的有机太阳能电池及制备
方法
技术领域
背景技术
阳能转为电能，转变率5％，每年发电量就可达5.6×10 千瓦/小时。在太阳能的有效利用中,太阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域,是其中最受瞩目的项目之一。根据太阳能电池光活性层材料的性质的不同，可以将光活性层材料分为无机半导体材料和有机半导体材料。无机半导体材料由于发展起步早，研究比较广泛，基于无机半导体材料的无机太阳能电池在太阳能电池应用中占据了主导地位。但是无机半导体材料本身有其不足之处，比如加工工艺非常复杂、材料要求苛刻、不易进行大面积柔性加工、某些材料具有毒性等，这些缺点制约了无机太阳电池的进一步发展。与无机半导体材料相比，基于有机半导体材料的有机太阳能电池，不仅具有与无机太阳能电池相同的最高理论光电转换效率,而且还具有质量轻、可湿法成膜、能加工成特种形状、易制成柔性器件、甚至可以实现全塑料化等显著优势，目前己经成为国内外研究的热点之一，也是解决能源危机的希望所在。
发明内容
具体实施方式
在标准测试条件下：AM 1.5,100mW/cm2，测得器件的开路电压(VOC)＝0.88V，短路电流(JSC)＝15.5mA/cm2，填充因子(FF)＝0.66，光电转换效率(PCE)＝9.00％。
在标准测试条件下：AM 1.5,100mW/cm2，测得器件的开路电压(VOC)＝0.88V，短路电流(JSC)＝16.3mA/cm2，填充因子(FF)＝0.68，光电转换效率(PCE)＝9.75％。
在标准测试条件下：AM 1.5,100mW/cm2，测得器件的开路电压(VOC)＝0.88V，短路电流(JSC)
2
＝16.5mA/cm，填充因子(FF)＝0.63，光电转换效率(PCE)＝9.15％。
在标准测试条件下：AM 1.5,100mW/cm2，测得器件的开路电压(VOC)＝0.88V，短路电流()＝
16.5mA/cm2，填充因子(FF)＝0.66，光电转换效率(PCE)＝9.58％。
在标准测试条件下：AM 1.5,100mW/cm2，测得器件的开路电压(VOC)＝0.88V，短路电流(JSC)
2
＝15.7mA/cm，填充因子(FF)＝0.63，光电转换效率(PCE)＝8.70％。
在标准测试条件下：AM 1.5,100mW/cm2，测得器件的开路电压(VOC)＝0.88V，短路电流(JSC)＝15.5mA/cm2，填充因子(FF)＝0.60，光电转换效率(PCE)＝8.18％。
2
在标准测试条件下：AM 1.5,100mW/cm，测得器件的开路电压(VOC)＝0.88V，短路电流(JSC)＝15.0mA/cm2，填充因子(FF)＝0.56，光电转换效率(PCE)＝7.39％。
在标准测试条件下：AM 1.5,100mW/cm2，测得器件的开路电压(VOC)＝0.88V，短路电流(JSC)＝14.8mA/cm2，填充因子(FF)＝0.54，光电转换效率(PCE)＝7.03％。
2
在标准测试条件下：AM 1.5,100mW/cm，测得器件的开路电压(VOC)＝0.88V，短路电流(JSC)＝14.6mA/cm2，填充因子(FF)＝0.53，光电转换效率(PCE)＝6.81％。
在标准测试条件下：AM 1.5,100mW/cm2，测得器件的开路电压(VOC)＝0.88V，短路电流(JSC)＝14.5mA/cm2，填充因子(FF)＝0.56，光电转换效率(PCE)＝7.15％。
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