本發明專利技術屬于新能源中的太陽能電池技術領域，具體涉及一種用于倒結構聚合物太陽電池的AZO/PVP陰極復合緩沖層及其應用。該AZO/PVP陰極復合緩沖層的制備方法包括如下步驟：前驅液的配制；將前驅液滴涂在洗凈烘干的ITO玻璃襯底上，勻膠機轉速1800rpm，旋涂時間為20s，旋涂完畢后，將載有前驅液的ITO玻璃襯底放置在100~240℃熱板上加熱5~10min進行預退火，再進行100~300℃20~30min的后退火，退火處理過程完畢得到AZO薄膜；其次，將PVP溶液滴涂在制備完成的AZO薄膜上制備AZO/PVP復合薄膜，經熱處理，冷卻至室溫，得到AZO/PVP陰極復合緩沖層。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于新能源中的太陽能電池
，具體涉及一種用于倒結構聚合物太陽電池的AZ0/PVP陰極復合緩沖層及其應用。
技術介紹
近年來，采用電子傳輸層材料替換了有機傳統結構電池中PED0T:PSS材料，并使用Au、Ag等高功函數金屬作為陽極，倒結構聚合物太陽電池(Inverted polymer solarcells, IPSCs)的性能得到明顯提升0 在 IPSC 中，Al-doped ZnO (AZO)由于具有高電子迀移率和可見光波段的高透過特性，而且價格低廉，制備方法多種多樣，在有機太陽電池中作為陰極緩沖層。特別是溶膠凝膠方法，無需昂貴的真空設備，能夠實現低成本、大面積成膜，并且制備工藝簡單，溶液組分易調整，過程易控制，被認為具備大面積商業化潛能C3 。然而，由于較低溫度下采用溶膠凝膠方法制備的ZnO(AZO)薄膜表面會產生大量不完整配位鍵以及輕基缺陷，再加上有機活性層材料與無機材料AZO緩沖層之間表面能不同，導致二者之間接觸質量較差。優異的互穿網絡和表面形貌將有利于激子的產生和分離，而接觸界面質量直接決定了電荷的傳輸和抽取的效果。在倒結構電池中，無機材料(AZO)緩沖層與有機活性層之間差的接觸，導致電池的表面接觸電阻增加，電池填充因子下降；電池內建電勢降低，體電阻增加，電池開路電壓下降，這樣使得電池器件整體性能的提升受到很大程度的限制。因此，提高倒結構有機聚合物電池性能迫切需要性能優良的陰極緩沖層，不僅能夠與活性層之間形成歐姆接觸，而且制備工藝方便快捷，價格低廉，能與roll-to-roll大面積制備方法相兼容。
技術實現思路
本專利技術針對有機倒結構太陽電池中陰極緩沖層AZO存在問題，提供一種用于倒結構聚合物太陽電池的AZ0/PVP陰極復合緩沖層。本專利技術還提供一種方法簡單，易控制，制造成本低，并能在較低溫度下、空氣中、大面積制備的AZ0/PVP陰極復合緩沖層的制備方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是: 一種用于倒結構聚合物太陽電池的AZ0/PVP陰極復合緩沖層，該AZ0/PVP陰極復合緩沖層的制備方法包括如下步驟: 首先，稱取I克二水和合醋酸鋅(Zn (CH3CO2)2- 2H20)和0.001~0.02克九水合硝酸鋁(Al (NO3)3- 9H20)溶解在40毫升乙醇中，取0.01~0.3毫升單乙醇胺加入溶液中做為穩定劑，將配置好的溶液在30~60 °C下攪拌20~30 min，待溶液清澈透明后，在室溫條件下陳化10~24 h以上，前驅液配制完成； 將前驅液滴涂在洗凈烘干的ITO玻璃襯底上，勻膠機轉速1800 rpm，旋涂時間為20 S，旋涂完畢后，將載有前驅液的ITO玻璃襯底放置在100~240 °C熱板上加熱5~10 min進行預退火，再進行100~300 0C 20-30 min的后退火，退火處理過程完畢得到AZO薄膜； 其次，稱取0.03克PVP (k30)溶解在20毫升乙醇中制成PVP溶液，20~50 °C條件下攪拌30~35 min后，將均勻澄清的PVP溶液滴涂在制備完成的AZO薄膜上，調節勻膠機轉速，使用轉速800 rpm旋涂時間5~20 s旋涂制備AZ0/PVP復合薄膜； 再次，將AZ0/PVP復合薄膜放置在80~120 °C熱板上進行5~15 min熱處理，15 min結束立即移除，冷卻至室溫，得到AZ0/PVP陰極復合緩沖層。該熱處理過程非常重要，主要有三個作用:一，將PVP薄膜中乙醇溶液去除，使PVP干燥成膜；二，熱處理使得AZO與PVP的界面接觸更緊密，利于載流子的傳輸；三，烘干得到的PVP網狀分布的表面形貌將與活性層形成歐姆接觸，提高載流子在PVP/活性層界面處分離效率、減少載流子復合。作為優選，將前驅液滴涂在ITO玻璃襯底上是采用I ml容量的一次性注射器，其具有0.45 μ m有機過濾嘴。作為優選，所述PVP選擇k值30的產品。一種用于倒結構聚合物太陽電池的AZ0/PVP陰極復合緩沖層的制備方法，包括如下步驟: 首先，稱取I克二水和合醋酸鋅(Zn (CH3CO2)2- 2H20)和0.001~0.02克九水合硝酸鋁(Al (NO3)3- 9H20)溶解在40毫升乙醇中，取0.01~0.3毫升單乙醇胺加入溶液中做為穩定劑，將配置好的溶液在30~60 °C下攪拌20~30 min，待溶液清澈透明后，在室溫條件下陳化10~24 h以上，前驅液配制完成； 將前驅液滴涂在洗凈烘干的ITO玻璃襯底上，勻膠機轉速1800 rpm，旋涂時間為20 S，旋涂完畢后，將載有前驅液的ITO玻璃襯底放置在100~240 °C熱板上加熱5~10 min進行預退火，再進行100~300 0C 20-30 min的后退火，退火處理過程完畢得到AZO薄膜； 其次，稱取0.03克PVP (k30)溶解在20毫升乙醇中制成PVP溶液，20~50 °C條件下攪拌30~35 min后，將均勻澄清的PVP溶液滴涂在制備完成的AZO薄膜上，調節勻膠機轉速，使用轉速800 rpm旋涂時間5~20 s旋涂制備AZ0/PVP復合薄膜； 再次，將AZ0/PVP復合薄膜放置在80~120 °C熱板上進行5~15 min熱處理，15 min結束立即移除，冷卻至室溫，得到AZ0/PVP陰極復合緩沖層。一種采用所述的AZ0/PVP陰極復合緩沖層制得的倒結構聚合物太陽電池。所述倒結構聚合物太陽電池的一種制備方法如下: O電池器件制備: 活性層制備:將給體和受體材料poly (3-hexylth1phene) (P3HT): - phenylC61 butyric acid methyl ester 當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于倒結構聚合物太陽電池的AZO/PVP陰極復合緩沖層，其特征在于該AZO/PVP陰極復合緩沖層的制備方法包括如下步驟：首先，稱取1克二水和合醋酸鋅(Zn?(CH3CO2)2??2H2O)?和?0.001~0.02?克九水合硝酸鋁(Al?(NO3)3??9H2O)?溶解在40毫升乙醇中，取?0.01~0.3毫升單乙醇胺加入溶液中做為穩定劑，將配置好的溶液在30~60?℃下攪拌20~30?min，待溶液清澈透明后，在室溫條件下陳化10~24?h以上，前驅液配制完成；將前驅液滴涂在洗凈烘干的ITO玻璃襯底上，勻膠機轉速1800?rpm，旋涂時間為20?s，旋涂完畢后，將載有前驅液的ITO玻璃襯底放置在100~240?℃熱板上加熱5~10?min進行預退火，再進行100~300?℃?20~30?min?的后退火，退火處理過程完畢得到AZO薄膜；其次，稱取0.03克PVP?(k30)?溶解在20毫升乙醇中制成PVP溶液，20~50?℃?條件下攪拌30~35?min?后，將均勻澄清的PVP溶液滴涂在制備完成的AZO薄膜上，調節勻膠機轉速，使用轉速800?rpm旋涂時間5~20?s?旋涂制備AZO/PVP復合薄膜；再次，將AZO/PVP復合薄膜放置在80~120?℃?熱板上進行5~15?min?熱處理，15?min結束立即移除，冷卻至室溫，得到AZO/PVP陰極復合緩沖層。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：余璇，于曉明，潘洪軍，張建軍，
申請(專利權)人：浙江海洋學院，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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