[发明专利]一种有序异质结光伏器件及其制备方法

权利要求书

1.一种有序异质结光伏器件，由上至下依次为负极层（1）、界面修饰层（2）、光伏活性层、空穴阻挡层（3）、正极层（4）以及衬底（5），其特征在于所述光伏活性层包括有机层（6）和无机层，所述无机层为垂直于所述衬底（5）的、有序的纳米棒阵列（7），所述有机层（6）填充并覆盖所述纳米棒阵列（7），所述有机层（6）的顶面与所述衬底（5）平行，所述纳米棒阵列（7）中的纳米棒高度为300-500nm，直径为50-100nm，纳米棒之间的间隔为60-80nm。

2.根据权利要求1所述的有序异质结光伏器件，其特征在于所述纳米棒阵列（7）为ZnO纳米棒阵列。

3.根据权利要求1所述的有序异质结光伏器件，其特征在于所述有机层（6）由苝类液晶制成。

4.根据权利要求1所述的有序异质结光伏器件，其特征在于所述负极层（1）为Au薄膜，厚度为100-150 nm。

5.根据权利要求1所述的有序异质结光伏器件，其特征在于所述界面修饰层（2）为MoO₃薄膜，厚度为10-50 nm。

6.根据权利要求1所述的有序异质结光伏器件，其特征在于所述空穴阻挡层（3）为ZnO薄膜，厚度为10-30 nm。

7.一种制备权利要求1所述的有序异质结光伏器件的方法，其特征在于步骤如下：

1）采用磁控溅射设备在FTO玻璃表面沉积10-30nm的ZnO薄膜，靶材为99.9%锌靶，衬底温度200℃，氧气流量2sccm，射频功率150W，溅射时间10-15min，即在所述FTO玻璃上制得所述空穴阻挡层（3）；

2）将步骤1）中制得的样品放入马弗炉中400℃高温退火30min，然后在所述ZnO薄膜上旋涂PMMA薄膜，放入真空干燥箱中150℃干燥20min；

3）采用电子束光刻系统对所述PMMA薄膜进行曝光，刻蚀图案为排列整齐的圆点，所述圆点的直径为50-100nm，圆点之间的间隔为60-80nm，然后采用20%异丙醇和80%甲基异丁酮的混合溶剂进行显影1min；

4）将步骤3）中制得的样品放入装有前驱体溶液的反应釜中，95℃反应生长高度为300-500nm的纳米棒，取出后再用二氯甲烷浸泡5min，然后采用丙酮清洗5分钟，并干燥10分钟，即制得所述ZnO纳米棒阵列；

6）将苝类液晶溶于浓度为5w%的氯仿溶液中，然后滴到所述ZnO纳米棒阵列上进行旋转涂覆，转速为1000r/min；

7）将步骤6）中制得的样品放入真空腔中，升温到所述苝类液晶清亮点以上8℃并抽真空，恒温保持10min，然后向真空干燥箱中灌入纯度99%惰性气体并降温，即制得所述光伏活性层；

8）通过真空热蒸发在所述光伏活性层上沉积厚度为10-50nm的MoO₃薄膜，即制得所述界面修饰层；

9）在所述界面修饰层（2）上沉积厚度为30-150 nm 的Au薄膜，制得所述负极层（1），即完成所述有序异质结光伏器件的制备。

8.根据权利要求8所述的制备有序异质结光伏器件的方法，其特征在于所述前驱体溶液由0.03mol/L的六水合硝酸锌、0.03mol/L的六亚甲基四胺和0.008mol/L的聚乙烯亚胺组成。

9.根据权利要求8所述的制备有序异质结光伏器件的方法，其特征在于所述PMMA薄膜的厚度小于纳米棒阵列（7）的高度。