有機太陽能電池結構的製作方法
2023-11-10 17:58:52
專利名稱:有機太陽能電池結構的製作方法
技術領域:
本實用新型屬於光伏發電技術領域,特別是指一種有機太陽能電池結構。
背景技術:
如圖1所示,有機太是能電池的常見器件結構為自太陽光照射方向依次包括透明電極層1』(陽極)、陽極緩衝層2』、電子給體層3』(光吸收層)、電子受體層4』及背電極層5』(陰極)。而有機太陽能電池中最常用的陽極緩衝層2是一種名為聚3,4_ 二氧乙烯基噻吩 (PEDOT =PSS)的導電高分子材料。這種材料卻存在以下缺點容易吸潮,受潮後電導率會明顯下降,導致太陽能電池的串聯電阻增大。2)其功函數較小,約為5.0 eV左右。3)製造成本較高。配合圖2所示,其中的缺點2)在可溶性小分子太陽能電池中表現得尤其明顯。小分子型電子給體材料的HOMO能級通常在-5. 6 eV左右,與PEDOT PSS的HOMO能級相差較大。在有機太陽能電池中,陽極緩衝層的功函數應該與HOMO能級的數值儘量接近。如果兩者相差過大,陽極緩衝層與電子給體層之間會形成歐姆接觸,影響光生正電荷的提取。同時,若陽極緩衝層的功函數低於電子給體的HOMO數值還會造成輸出電壓的損失。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種有機太陽能電池結構,其可以改善電子給體層與陽極緩衝層的接觸狀態,提高有機太陽能電池的光電壓。為實現上述目的,本實用新型的解決方案是[0010]一種有機太陽能電池結構,自太陽光照射方向依次包括透明電極層、陽極緩衝層、 電子給體層、電子受體層及背電極層;其特徵在於其中的陽極緩衝層採用P型氧化鎳。採用上述方案後,由於本實用新型的有機太陽能電池結構中以功函數較高的P 型氧化鎳替代PED0T:PSS作為太陽能電池的陽極緩衝層,P型氧化鎳的功函數約為5. 4 eV, 更接近於小分子有機半導體材料的HOMO能級,因此氧化鎳與給體層之間的接觸電阻較小, 因為功函數較低而引起的光電壓損失也較小。通過採用氧化鎳替代PED0T:PSS,有機太陽能電池的光電壓、光電流和光電轉化效率同時得到了提高。
圖1為習用有機太陽能電池結構示意圖;圖2為習用有機太陽能電池的能級圖;圖3為本實用新型有機太陽能電池結構示意圖;圖4為本實用新型有機太陽能電池的能級圖。
具體實施方式
如圖3所示,本實用新型揭示的一種有機太陽能電池結構,其依然是包括透明電極層1 (陽極)、陽極緩衝層2、電子給體層3 (光吸收層)、電子受體層4及背電極層5 (陰極);其關鍵在於該陽極緩衝層2是採用P型氧化鎳材料,該形成陽極緩衝層2的氧化鎳層通過磁控濺射法或者雷射脈衝法沉積到透明電極層1的表面。配合4所示,由於P型氧化鎳的功函數約為5. 4 eV,更接近於我們採用的小分子有機半導體材料的HOMO能級,因此氧化鎳與電子給體層3之間的接觸電阻較小,因為功函數較低而引起的光電壓損失也較小。由於本實用新型的有機太陽能電池結構中的陽極緩衝層 2通過採用氧化鎳替代PED0T:PSS,如此形成的有機太陽能電池的光電壓、光電流和光電轉化效率都得到了有效的提高。
權利要求1. 一種有機太陽能電池結構,自太陽光照射方向依次包括透明電極層、陽極緩衝層、電子給體層、電子受體層及背電極層;其特徵在於其中的陽極緩衝層採用P型氧化鎳。
專利摘要本實用新型公開了一種有機太陽能電池結構,自太陽光照射方向依次包括透明電極層、陽極緩衝層、電子給體層、電子受體層及背電極層;其中的陽極緩衝層採用p型氧化鎳。以功函數較高的p型氧化鎳替代PEDOT:PSS作為太陽能電池的陽極緩衝層,P型氧化鎳的功函數約為5.4eV,更接近於小分子有機半導體材料的HOMO能級,因此氧化鎳與給體層之間的接觸電阻較小,因為功函數較低而引起的光電壓損失也較小;通過採用氧化鎳替代PEDOT:PSS,有機太陽能電池的光電壓、光電流和光電轉化效率同時得到了提高。
文檔編號H01L51/46GK202025807SQ20112009120
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者範斌 申請人:廈門惟華光能有限公司