[发明专利]一种在空气中制备有机-无机复合太阳能电池的方法

摘要

本发明公开了一种在空气中制备ZnO(CdS):P3HT:PCBM有机-无机复合太阳能电池的方法。该方法包括以下步骤：在ITO导电玻璃上采用旋涂法制备ZnO膜后，采用电纺丝法制备有序ZnO纳米线网络；引入CdS修饰ZnO纳米线，制得ZnO(CdS)纳米网络；将P3HT:PCBM溶液通过旋涂法注入到纳米网络中，再在手套箱中热处理活性层后，在活性层上旋涂制备PEDOT:PSS层，热蒸镀制备Au电极；在手套箱中热处理后封装，得到产品。ZnO(CdS)的引入是一种制备高效率、性能稳定P3HT:PCBM基聚合物电池的有效方法，且生产工艺简单、成本低廉。

主权项

一种在空气中制备ZnO(CdS):P3HT:PCBM有机‑无机复合太阳能电池的方法，其特征在于包括以下操作步骤：(1)在清洁的氧化铟锡导电玻璃上，采用旋涂法旋涂醋酸锌溶液，在300～500℃下热处理，制备厚度为50～100nm的ZnO膜；所述醋酸锌溶液以乙二醇甲醚为溶剂，浓度为5～15wt％；(2)在乙二醇甲醚与异丙醇的质量比为2∶1～6∶1的溶剂中，加入醋酸锌，配置成浓度为2～10wt％的醋酸锌溶液；在醋酸锌溶液中加入PVP，搅拌使其溶解均匀，得到PVP浓度为2～10wt％的澄清透明溶液；将澄清透明溶液吸入注射器中，采用电纺丝法在步骤(1)所得有ZnO膜的ITO导电玻璃上制备有序纳米线，在400～500℃热处理纳米线，得到有序ZnO纳米线网络；(3)将摩尔比为1∶1的硝酸镉与硫代乙酰胺配置成水溶液；采用纳米晶层沉积法，将步骤(2)所得有序ZnO纳米线网络放入上述溶液中，常温下静置3～30分钟后，在有序ZnO纳米线上沉积CdS层，取出ZnO纳米线网络用去离子水、乙醇交替冲洗，吹干，即制得ZnO(CdS)纳米线网络。(4)将质量比为1∶0.8～1∶1的P3HT与PCBM溶解在氯苯中配成浓度为36～40mg/ml的混合溶液，采用旋涂法将混合溶液注入到ZnO(CdS)纳米线网络中，得到ZnO(CdS):P3HT:PCBM活性层；(5)将步骤(4)所得的ZnO(CdS):P3HT:PCBM活性层放入手套箱中，在100～150℃下热处理5～30分钟后取出，采用旋涂法在ZnO(CdS):P3HT:PCBM活性层上旋涂PEDOT:PSS溶液，在80～200℃下热处理30～120分钟，制备厚度为50～100nm的PEDOT:PSS膜，即得到有PEDOT:PSS阻挡层的ZnO(CdS):P3HT:PCBM活性层。(6)采用热蒸发法在步骤(5)所得的活性层上蒸镀一层厚80～150nm的金电极，取出蒸好电极的电池，放入手套箱中在100～150℃下热处理5～30分钟；封装制备好的电池，即得到可在空气中测试的ZnO(CdS):P3HT:PCBM有机‑无机复合太阳能电池。