[实用新型]一种基于异质结空穴收集层的单层有机太阳能光伏电池

说明书

本实用新型属于光电技术领域，具体为一种基于异质结空穴收集层的单层有机太阳能光伏电池，包括透明导电阳极(1)，其特征在于：透明导电阳极(1)上层叠的设置有阳极缓冲层（2），所述的阳极缓冲层（2）上层叠的设置有给体层（3），所述给体层（3）上层叠的设置有激子拆解层（4），所述激子拆解层（4）上层叠的设置有受体层（5），所述的受体层（5）上层叠的设置有阴极缓冲层（6），所述的阴极缓冲层（6）上层叠的设置有反射阴极（7），所述的激子拆解层（4）的HOMO能级比给体层（3）的HOMO能级高0.2eV以上，所述的激子拆解层（4）的LUMOO能级比受体层（5）的LUMO能级低0.2eV以上，所述的激子拆解层（4）的厚度为2‑5 nm。

技术领域

本实用新型属于光电技术领域，具体为一种基于异质结空穴收集层的单层有机太阳能光伏电池。

背景技术

有机太阳能电池由于成本低、质量轻、制备工艺简便、有机材料柔韧性好、材料来源广泛等优点而具有潜在的应用价值，是太阳能发展的新方向。单层有机太阳能电池中的结构简单，单层有机太阳能电池激子的分解主要是依靠器件内部的内建电场，由于单层有机太阳电池中缺少有效的异质结界面供激子分解，限制了单层有机太阳能电池的能量转化效率。已经由一些方法来解决这一问题，例如中国专利层“有机太阳能电池及其制备方法，申请号 201010203745.X”提供了一种单层有机太阳能电池的能量转换效率的提高方法，作者在光吸收层之前使用了一层高功函数的金属纳米颗粒，依靠金属纳米颗粒的高功函数，提高器件的内建电场，从而加速激子的分解，提高电池的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于异质结空穴收集层的单层有机太阳能光伏电池，以解决上述背景技术中提出的单层有机太阳能电池效率低下的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于异质结空穴收集层的单层有机太阳能光伏电池，包括透明导电阳极，其特征在于：所述的透明导电阳极上层叠的设置有异质结空穴收集层，所述的异质结空穴收集层上层叠的设置有机光吸收层，所述有机光吸收层上层叠的设置有反射阴极，所述的异质结空穴收集层为双层结构，包括依次层叠设置的N型空穴收集层和P型空穴收集层，所述的N型空穴收集层为F16CuPc，N型空穴收集层的厚度为1-5 nm，所述的P型空穴收集层为NPB，P型空穴收集层的厚度为2-10 nm。

作为优选的，所述的透明导电阳极为ITO导电玻璃，所述的ITO导电玻璃的方块电阻小于10欧姆，可见光透过率大于90%，其表面的均方根粗糙度小于1 nm 。

作为优选的，所述的有机光吸收层为酞菁染料或者富勒烯及其衍生物，包括但不限于CuPc、SubPc、SubNc和C60中的任意一种，所述的有机光吸收层（3）的厚度为40-60 nm。

作为优选的，所述的反射阴极为Al、Ag、Mg以及由它们的组层的复合电极中的任意一种，所述的反射阴极的厚度为100-200 nm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型在传统的单层有机太阳能光伏电池中引入了异质结空穴收集层，异质结空穴收集层由一层极薄的N型的F16CuPc和一层极薄的P型的NPB组成。由于F16CuPc和NPB异质结得引入，在电池的阳极电极处可以形成指向阳极电极方向的界面偶极子，由于界面偶极子的产生，增强了器件内部的内建电场，大幅增加了单层有机太阳能电池中的激子拆解效率，并最终提高电池的能量转换效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1-透明导电阳极，2-异质结空穴收集层，3-有机光吸收层,4-反射阴极,201-N型空穴收集层,202-P型空穴收集层。

具体实施方式