一種基于電子濾過層的有機(jī)太陽能電池，包括透明導(dǎo)電基底，形成在透明導(dǎo)電基底之上層疊的空穴傳輸層、吸光層、電子濾過層與金屬電極,所述的電子濾過層為[C60?AlQ3]₂₁，所述的電子濾過層的厚度為15～30nm。所述電子過濾層能夠有效阻擋激子，避免激子在陰極金屬上的猝滅，同時(shí)可以有效收集電子，提高電池的能量轉(zhuǎn)化效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于電子濾過層的有機(jī)太陽能電池。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)社會的不斷發(fā)展，人類對能源的需求量與日俱增，特別是近些年來，國際原油價(jià)格的不斷上升，進(jìn)一步引起了人們對能源問題的重視。以太陽能電池為核心的光伏產(chǎn)業(yè)直接將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，是目前人類可以利用的最清潔的能源之一，是公認(rèn)的“綠色能源”。20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新型太陽能電池，具有成本低、質(zhì)量輕、制造工藝簡單、柔韌性良好并可采用直接打印的方法制備等優(yōu)點(diǎn)，因而成為近些年新材料和新能源領(lǐng)域最富活力和生機(jī)的研究前沿之一。然而，目前有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率相對較低，極大的限制了其發(fā)展和應(yīng)用。因此各種提高有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率成為國內(nèi)外研究者研究的焦點(diǎn)。

有機(jī)太陽能電池器件通常包括襯底、陽極修飾層、光敏層、陰極修飾層和陰極。陰極修飾層對于有機(jī)太陽能電池的性能具有至關(guān)重要的影響。一般說來陰極修飾層具有以下幾方面的作用：1、阻擋激子，避免激子在陰極金屬上的猝滅，因此也叫激子阻擋層；2、與陰極形成歐姆接觸，降低電子收集勢壘。傳統(tǒng)的陰極修飾層采用寬禁帶的電子傳輸材料制備，例如BCP、Bphen等。電子傳輸?shù)穆窂綖闊嵴翦兘饘訇帢O形成的缺陷態(tài)，所以陰極修飾層層不能做的很厚，一般厚度小于10個(gè)納米。這種薄的陰極修飾層有以下弊端：1、電池性能強(qiáng)烈的依賴于電子修飾層的厚度，而其厚度較薄不易控制，不利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)；2、薄的電子傳輸層不利于電場分布的調(diào)節(jié)；3、薄的電子修飾層不利于阻擋水汽和氧氣，降低電池的壽命；4、電荷傳輸性能不夠高，不利于電子收集。因此，有機(jī)太陽能電池電子修飾層的創(chuàng)新具有重要的產(chǎn)業(yè)和研究意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種基于電子濾過層的有機(jī)太陽能電池，包括透明導(dǎo)電基底(1)，形成在透明導(dǎo)電基底之上層疊的空穴傳輸層(2)、吸光層(3)、電子濾過層(4)與金屬電極(5)所組成,所述的電子濾過層為C60與AlQ3的混合薄膜，其中C60與AlQ3的混合比例為質(zhì)量比2：1，定義C60與AlQ3的混合比例為質(zhì)量比2：1的混合膜為[C60-AlQ3]₂₁，即電子濾過層(4)為[C60-AlQ3]₂₁，所述的電子濾過層的厚度為15～30nm。

優(yōu)選的，所述的透明導(dǎo)電基底為ITO或者FTO玻璃基底或者其他聚合物柔性基底，所述導(dǎo)電基底的可見光透過率大于80％。

優(yōu)選的，所述的空穴傳輸層為高功函數(shù)透明無機(jī)金屬氧化物薄膜 MoO3或者為PEDOT:PSS；所述無機(jī)金屬氧化物空穴傳輸層的厚度為 10～20nm；所述PEDOT:PSS空穴傳輸層的厚度為30～50nm。

優(yōu)選的，所述的吸光層為有機(jī)小分子材料或者有機(jī)聚合物材料，所述吸光層采用平面異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)或者混合體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)；所述吸光層的厚度為40～100nm。

優(yōu)選的，所述的金屬電極為Al、Ag或者Au電極，厚度為100～300 nm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用C60與AlQ3的混合薄膜作為電子濾過層，其有益效果是：1、C60可以提高電子濾過層的電荷傳輸性能，有利于電池效率的提高；2、AlQ3具備寬禁帶結(jié)構(gòu)，可以有效阻擋激子，避免激子在陰極金屬上的猝滅；3、電子濾過層可以做的較厚，有利于電池中光場分布的調(diào)節(jié)；4、電子濾過層可以做的較厚，有利于阻擋水汽和氧氣進(jìn)去電池的光敏層，提高電池的壽命。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。