CN102339954B - 一种太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳能电池领域，其公开了一种太阳能电池，太阳能电池具有如下结构：起电极作用的导电层/衬底/由半导体化合物材料形成的纳米柱阵列和光活性材料填充材料/透明导电电极层/保护电极。本发明还公开了一种太阳能电池得制备方法。本发明提供的太阳能电池，由于半导体纳米柱阵列的存在，能使太阳能电池的短路电流增大，进而提高其光电转换效率；同时，由于纳米柱阵列中填充了有机光活性材料，此种周期性的结构形成了光子晶体结构，光活性的有机材料来不及吸收的太阳光可以通过光子晶体结构的反射作用重新照射到有机材料上，增强有机材料对太阳光的吸收，从而也可以提高其光电转换效率。

Description

一种太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种光活性层含有有机/无机杂化结构的太阳能电池。本发明还涉及该太阳能电池的制备方法。
背景技术
随着全球经济的快速发展，能源的消耗急剧增长，化石燃料的巨量使用不仅造成了煤、石油、天然气等不可再生资源的日渐枯竭，威胁到人类社会的能源安全，而且大量二氧化碳的排放也造成了日益严重的社会环境问题。在这种形势下，急需开发利用既经济性能又高的清洁能源。其中，太阳能被视为可利用的、最有前途的、可再生能源之一，引起人们的关注。
太阳能的利用方案主要包括光热和光伏两大类，其中光伏发电以其高效、***简洁、长寿命、维护简单等优点备受青睐，成为太阳能利用的主流技术。光伏发电的核心元件是太阳能电池。在众多种类的太阳能电池中，以单晶硅和多晶硅技术最为成熟，是目前市场上的主流。但目前这些太阳能电池的成本仍然较高，只能在一些特殊的场合使用。因此，要使太阳能发电得到大规模推广，就必须提高太阳能电池的效率、降低其成本。
有机太阳能电池技术被认为是最有吸引力、廉价的太阳能电池技术之一。一方面是有机材料合成成本低、功能易于调制、柔韧性及成膜性都较好；另一方面有机太阳能电池的制造工艺不需要涉及无机物溅射、化学气相沉积、高纯度硅晶体生长制备、掺杂等薄膜工艺及昂贵的物理或化学加工手段，可以通过旋涂或喷墨打印等成膜技术易实现大面积制造、制造过程相对简单、可使用柔性衬底、环境友好、轻便易携、器件制作成本也较低。有机太阳能电池具有重要的生态和经济上的优势，其研究和发展使太阳能电池低成本化成为可能，成为可再生能源领域研究的热点，备受学术界与产业界的关注。
近年来，随着对有机太阳能电池材料和器件结构的不断探索，有机太阳能电池的效率已经达到了6-7％。然而要实现商业化，有机太阳能电池的光电转换效率仍然较低，器件的稳定性也还有待于进一步的提高。导致有机太阳能电池光电转换效率偏低的主要原因有：共轭聚合物的吸收光谱与太阳光谱不匹配，对太阳光的利用率偏低；另外，在本体异质结型的有机太阳能电池中，由于异质结界面增多，活性材料吸收太阳光后产生的激子能迅速解离形成自由的电子和空穴，但是与无机半导体相比，有机物中的载流子迁移率相对较低，大部分的载流子还未来得及传输到电池的两电极，就已经发生了复合，这样就导致电流损失，使有机太阳能电池的短路电流较低，其光电转换效率也偏低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光活性层含有有机/无机杂化结构的太阳能电池，其可以解决上述问题。本发明的另一目的在于提供一种该太阳能电池的制备方法。
本发明的技术方案如下：
本发明提供的一种太阳能电池，具有如下结构：在衬底的底表面沉积有起电极作用的导电层，在所述衬底的上表面设有垂直于所述衬底上表面、且由半导体化合物材料构成的纳米柱阵列，在所述纳米柱阵列的间隙中填充有与所述纳米柱等高的光活性材料，在所述纳米柱阵列和光活性材料构成的表面上设置有透明导电电极层，在所述透明导电电极层表面上设有保护电极。
所述太阳能电池，其中，所述导电层的厚度为5-15μm；所述保护电极呈栅网结构，所述栅网的厚度为5-10μm，栅线宽度为30-150μm，间距为2-3mm；所述纳米柱的平均直径为30-1000nm，高度为100-10000nm，柱间间距为30-200nm；所述半导体化合物材料和衬底材料均为元素周期表中III-V族的氮化物基质材料，或者氧化锌基质材料；所述氮化物基质材料为AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN和AlInGaN；所述氧化锌基质材料为ZnO，In-Zn-O，Al-Zn-O，Ga-Zn-O，Zr-Zn-O，Mg-Zn-O或Si-Zn-O；所述导电层的材质和保护电极的材质均为铝、镁、金、银等及其合金。
所述太阳能电池，其中，为填充于纳米柱阵列空隙中的光活性材料，可以为电子给、受体材料的混合物或者为分子内具有电子给体-受体结构的材料，如下：
电子给体材料可以是噻吩类材料，包括：聚合物，如，P3HT、P3OT；小分子或寡聚物，如，DCV5T、V5T、4G1-3S、3G1-1S；芳香胺类材料，如，TPD、TPA-Th-CN、TCVA；PPV类材料，如，PPV、MEH-PPV、MDMO-PPV；稠环芳香化合物，如，Tetracene、Pentacene、Pe-Th2；酞菁类染料，如，MPc(M为金属离子，如Cu、Zn等)、H2Pc、SubPc(为亚酞菁材料)；
电子受体可以是富勒烯及其衍生物，如，PCBM(PC60BM、PC70BM)、ThCBM、PCBB；PPV类材料，如，CN-Ether-PPV、MEH-CN-PPV；稠环芳香化合物，如，PTCBI、PTCDA、BBL等；
分子内具有电子给体-受体结构的材料为含咔唑单元和苯并噻二唑单元的材料、含芴单元和苯并噻二唑单元的材料、含咔唑单元和噻吩并吡嗪单元的材料、含芴单元和噻吩并吡嗪单元的材料、含噻吩单元和吡咯并吡咯单元的材料、含噻吩单元和噻吩并吡嗪单元的材料，如，PCPDTBT、PCDTBT、PDPPBDT等。
所述太阳能电池，其中，所述透明导电电极的材料可以是但不限于导电金属氧化物薄膜、导电高分子材料，优选导电金属氧化物，如，铟锡氧化物(ITO)、氟锡氧化物(FTO)或者铝锌氧化物(AZO)等，所述透明导电电极的厚度为80-120nm，透过率大于80％。
上述结构的太阳能电池，其制备方法包括以下步骤：
(1)清洗衬底，使衬底表面干净，增大其表面附着力；
(2)在上述衬底的背面沉积一定厚度的导电电极，可以但不局限于利用真空蒸镀法、磁控溅射法、化学气相沉积法等方法，在上述衬底的背面沉积一定厚度的金属如铝、镁、金、银及其合金等，然后在保护气氛(由氮气和/或惰性气体组成的无氧环境)下，进行退火处理，形成欧姆接触的电极；
(3)在真空室内，可以但不局限于采用化学气相沉积、诱导耦合等离子体刻蚀、电子束曝光、电子束蒸发、低温真空溅射等方法在上述衬底上制备半导体纳米柱阵列；
(4)可以采取真空共蒸镀有机光活性材料的混合物、或者将光活性材料的混合物配成溶液，将其填充到半导体纳米柱阵列形成的空隙内，再进行等离子处理等手段，使有机光活性材料与半导体纳米柱阵列之间形成良好的接触；
(5)在上述结构上面制备一层透明导电电极，如透明导电金属氧化物，可以利用真空蒸镀法、磁控溅射法、化学气相沉积法、脉冲激光沉积法等方法，制备一层透明导电金属氧化物薄膜；
(6)在上述结构上面制备一层保护电极，如金属栅网电极，可以利用丝网印刷法、真空蒸镀法等方法，在上述透明导电电极上面制备金属如铝、镁、金、银及其合金栅网电极；
(7)将上面的太阳能电池在惰性气体气氛中退火处理，制作完成。
本发明的太阳能电池具有如下特点：
首先，太阳能电池的工作区内有两类能够产生电荷分离的界面，即电子给受体材料之间的界面、有机材料与半导体纳米柱之间的界面；由于半导体纳米柱阵列的存在，可以有效地连接电子受体材料形成的局域电子传输网络，为电子的传输提供直接的导通路径，减少电子的跳跃传输次数和复合几率，提高电子的传输效率；激子分离界面的增加和载流子传输路径的优化，使太阳能电池的短路电流增大，进而提高其光电转换效率。
其次，由于所选作制备纳米柱阵列的材料为极性材料，沿c轴方向具有非常高的自发极化和压电极化场强度，这种强极化场会导致界面电荷密度大大提高，并导致电子和空穴波函数的空间自发有效分离；利用其电子和空穴在极化场作用下的空间自发分离可以形成太阳能电池的高开路电压，从而提高其光电转换效率。
最后，由于纳米柱阵列中填充了有机光活性材料，此种周期性的结构形成了光子晶体结构，光活性的有机材料来不及吸收的太阳光可以通过光子晶体结构的反射作用重新照射到有机材料上，增强有机材料对太阳光的吸收，从而也可以提高其光电转换效率。
总之，此种结构可以提高太阳能电池的短路电流和开路电压，进而提高太阳能电池的光电转换效率。
附图说明
图1为太阳能电池结构的剖面示意图；
其中，10为导电电极，20为衬底，30为纳米柱阵列，40为光活性材料，50为透明导电电极，60为保护电极；
图2为透明导电电极与保护电极的平面图；
其中，50透明导电电极，60为保护电极。
具体实施方式
本发明提供的一种太阳能电池，具有如下结构：在衬底的底表面沉积有起电极作用的导电层，在所述衬底的上表面设有垂直于所述衬底的、且由半导体化合物材料形成的纳米柱阵列，在所述纳米柱阵列的间隙中填充有与所述纳米柱等高的光活性材料，在所述纳米柱阵列和光活性材料构成的表面设置有透明导电电极层，在所述透明导电电极层表面设有保护电极。
所述太阳能电池，其中，所述导电层的厚度为5-15μm；所述保护电极的呈栅网结构，所述栅网的厚度为5-10μm，栅线宽度为30-150μm，间距为2-3mm；所述纳米柱的平均直径为30-1000nm，高度为100-10000nm，柱间间距为30-200nm；所述半导体化合物材料和衬底材料均为元素周期表中III-V族的氮化物基质材料，或者氧化锌基质材料；所述氮化物基质材料为AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN和AlInGaN；所述氧化锌基质材料为ZnO，In-Zn-O，Al-Zn-O，Ga-Zn-O，Zr-Zn-O，Mg-Zn-O或Si-Zn-O；所述导电层的材质和保护电极的材质均为铝、镁、金、银等及其合金。
所述太阳能电池，其中，为填充于纳米柱阵列空隙中的光活性材料，可以为电子给、受体材料的混合物或者为分子内电子给体-受体结构的材料；如下：
电子给体材料可以是噻吩类材料，包括：聚合物，如，P3HT、P3OT；小分子或寡聚物，如，DCV5T、V5T、4G1-3S、3G1-1S；芳香胺类材料，如，TPD、TPA-Th-CN、TCVA；PPV类材料，如，PPV、MEH-PPV、MDMO-PPV；稠环芳香化合物，如，Tetracene、Pentacene、Pe-Th2；酞菁类染料，如，MPc(M为金属离子，如Cu、Zn等)、H2Pc、SubPc(为亚酞菁材料)；
电子受体可以是富勒烯及其衍生物，如，PCBM(PC60BM、PC70BM)、ThCBM、PCBB；PPV类材料，如，CN-Ether-PPV、MEH-CN-PPV；稠环芳香化合物，如，PTCBI、PTCDA、BBL等；
分子内具有电子给体-受体结构的材料为含咔唑单元和苯并噻二唑单元的材料、含芴单元和苯并噻二唑单元的材料、含咔唑单元和噻吩并吡嗪单元的材料、含芴单元和噻吩并吡嗪单元的材料、含噻吩单元和吡咯并吡咯单元的材料、含噻吩单元和噻吩并吡嗪单元的材料等，如，PCPDTBT、PCDTBT、PDPPBDT等。
所述太阳能电池，其中，所述透明导电电极的材料可以是但不限于导电金属氧化物薄膜、导电高分子材料，优选导电金属氧化物，如，铟锡氧化物(ITO)、氟锡氧化物(FTO)或者铝锌氧化物(AZO)等，所述透明导电电极的厚度为80-120nm，透过率大于80％。
上述结构的太阳能电池，其制备方法包括以下步骤：
(1)清洗衬底，使衬底表面干净，增大其表面附着力；
(2)在上述衬底的背面沉积一定厚度的导电电极，可以但不局限于利用真空蒸镀法、磁控溅射法、化学气相沉积法等方法，在上述衬底的背面沉积一定厚度的金属如铝、镁、金、银及其合金等，然后在保护气氛下，进行退火处理，形成欧姆接触的电极；
(3)在真空室内，可以但不局限于采用化学气相沉积、诱导耦合等离子体刻蚀、电子束曝光、电子束蒸发、低温真空溅射等方法在上述衬底上制备半导体纳米柱阵列；
(4)可以采取真空共蒸镀有机光活性材料的混合物、或者将光活性材料的混合物配成溶液，将其填充到半导体纳米柱阵列形成的空隙内，再进行等离子处理等手段，使有机光活性材料与半导体纳米柱阵列之间形成良好的接触；
(5)在上述结构上面制备一层透明导电电极，如透明导电金属氧化物，可以利用真空蒸镀法、磁控溅射法、化学气相沉积法、脉冲激光沉积法等方法，制备一层透明导电金属氧化物薄膜；
(6)在上述结构上面制备一层保护电极，如金属栅网电极，可以利用丝网印刷法、真空蒸镀法等方法，在上述透明导电电极上面制备金属如铝、镁、金、银及其合金栅网电极；
(7)在无氧环境(本发明的无氧环境由氮气和或/惰性气体气氛构成)中退火处理，制得太阳能电池。
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
实施例1：
(1)将ZnO衬底在质量百分比浓度均为0.5％的H2O2与氨水的混合溶液中先浸泡5min，再超声波处理10min后，用去离子水清洗干净后烘干备用；
(2)利用化学气相沉积法，在上述衬底的背面沉积10μm厚的金属铜，然后在保护气氛下，于450℃进行退火处理40min，形成欧姆接触的金属铜电极；
(3)在真空室内，采用电子束蒸发在ZnO衬底材料上制备In-Zn-O纳米柱阵列，纳米柱平均直径为100nm，高度为1000nm，柱间间距为100nm；
(4)配制P3HT与PCBM质量比为4∶1、均匀混合的、总浓度为15mg/ml的氯苯溶液，将混合溶液填充到半导体纳米柱阵列形成的空隙内，通过自组装后再烘干使有机材料与半导体纳米柱阵列之间良好的接触；
(5)利用化学气相沉积法，在上述活性层上面制备厚度为100nm透明导电金属氧化物AZO薄膜层；
(6)利用丝网印刷法，在上述透明导电金属氧化物薄膜层上面制备铝栅网电极，栅网的厚度为8μm，栅线宽度为100μm，间距为2mm；
(7)在惰性气体气氛中退火处理，制得太阳能电池。
实施例2：
(1)将AlN衬底在质量百分比浓度均为0.5％的H2O2与氨水的混合溶液中先浸泡5min，再超声波处理10min后，用去离子水清洗干净后烘干备用；
(2)利用真空蒸镀法，在上述衬底的背面沉积5μm厚的金属铝，然后在保护气氛下，于350℃进行退火处理20min，形成欧姆接触的金属铝电极；
(3)在真空室内，采用自化学气相沉积法在AlN衬底上制备AlN材料纳米柱阵列，纳米柱平均直径为30nm，高度为100nm，柱间间距为30nm；
(4)利用真空共蒸镀法，将4G1-3S与PCBM按质量比为1∶1，填充到半导体纳米柱阵列形成的空隙内，再进行等离子处理等手段，使有机材料与半导体纳米柱阵列之间良好的接触；
(5)利用真空蒸镀法，在上述活性层上面制备厚度为80nm透明导电金属氧化物ITO薄膜层；
(6)利用丝网印刷法，在上述透明导电金属氧化物薄膜层上面制备银栅网电极，栅网的厚度为5μm，栅线宽度为30μm，间距为2mm；
(7)在氮气气氛中退火处理，制得太阳能电池。
实施例3：
(1)将Zr-Zn-O衬底在质量百分比浓度均为0.5％的H2O2与氨水的混合溶液中先浸泡5min，再超声波处理10min后，用去离子水清洗干净后烘干备用；
(2)利用真空蒸镀法，在上述衬底的背面沉积8μm厚的金属镁，然后在保护气氛下，于300℃进行退火处理35min，形成欧姆接触的金属镁电极；
(3)在真空室内，采用低温真空溅射法在Zr-Zn-O衬底上制备Zr-Zn-O材料纳米柱阵列；
(4)配制P3HT与PCBM质量比为1∶4、均匀混合的、总浓度为30mg/ml的氯苯溶液，将混合溶液填充到半导体纳米柱阵列形成的空隙内，通过自组装后再烘干使有机材料与半导体纳米柱阵列之间良好的接触；
(5)利用脉冲激光沉积法，在上述活性层上面制备厚度为100nm透明导电金属氧化物ITO薄膜层；
(6)利用真空蒸镀法，在上述透明导电金属氧化物薄膜层上面制备铜合金栅网电极，栅网的厚度为5μm，栅线宽度为80μm，间距为2.5mm；
(7)在惰性气体气氛中退火处理，制得太阳能电池。
实施例4：
(1)将AlGaN衬底在质量百分比浓度均为0.5％的H2O2与氨水的混合溶液中先浸泡5min，再超声波处理10min后，用去离子水清洗干净后烘干备用；
(2)利用磁控溅射法，在上述衬底的背面沉积15μm厚的金属银，然后在保护气氛下，于400℃进行退火处理30min，形成欧姆接触的金属银电极；
(3)在真空室内，采用诱导耦合等离子体刻蚀法在AlGaN衬底上制备AlGaN材料纳米柱阵列，纳米柱平均直径为1000nm，高度为10000nm，柱间间距为200nm；
(4)利用真空共蒸镀法，将CuPc与PCBM按质量比为1∶1，填充到半导体纳米柱阵列形成的空隙内，再进行等离子处理等手段，使有机材料与半导体纳米柱阵列之间良好的接触；
(5)利用磁控溅射法，在上述活性层上面制备厚度为120nm透明导电金属氧化物FTO薄膜层；
(6)利用真空蒸镀法，在上述透明导电金属氧化物薄膜层上面制备镁栅网电极，栅网的厚度为10μm，栅线宽度为150μm，间距为3mm；
(7)在惰性气体气氛中退火处理，制得太阳能电池。
实施例5：
(1)将InN衬底在质量百分比浓度均为0.5％的H2O2与氨水的混合溶液中先浸泡5min，再超声波处理10min后，用去离子水清洗干净后烘干备用；
(2)利用真空共蒸镀法，在上述衬底的背面沉积10μm厚的镁、银合金，然后在保护气氛下，于350℃进行退火处理20min，形成欧姆接触的镁、银合金电极；
(3)在真空室内，采用诱导耦合等离子体刻蚀法在InN衬底上制备Al-Zn-O材料纳米柱阵列，纳米柱平均直径为500nm，高度为5000nm，柱间间距为150nm；
(4)配制聚(2-甲氧基-5-(2′-乙基己氧基)-1，4-对苯乙炔)(MEH-PPV下同)与[6，6]苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM，下同)量比为4∶1、均匀混合的、总浓度为15mg/ml的氯苯溶液，将混合溶液填充到半导体纳米柱阵列形成的空隙内，通过自组装后再烘干使有机材料与半导体纳米柱阵列之间良好的接触；
(5)利用真空蒸镀法，在上述活性层上面制备厚度为90nm透明导电金属氧化物FTO薄膜层；
(6)利用丝网印刷法，在上述透明导电金属氧化物薄膜层上面制备铜栅网电极，栅网的厚度为6μm，栅线宽度为100μm，间距为2.5mm；
(7)在惰性气体气氛中退火处理，制得太阳能电池。
实施例6：
(1)将InGaN衬底在质量百分比浓度均为0.5％的H2O2与氨水的混合溶液中先浸泡5min，再超声波处理10min后，用去离子水清洗干净后烘干备用；
(2)利用真空蒸镀法，在上述衬底的背面沉积12μm厚的铜、铝合金，然后在保护气氛下，于400℃进行退火处理30min，形成欧姆接触的铜、铝合金电极；
(3)在真空室内，采用电子束曝光法在InGaN衬底上制备Zr-Zn-O材料纳米柱阵列，纳米柱平均直径为800nm，高度为8000nm，柱间间距为180nm；
(4)配制MEH-PPV与PCBM质量比为1∶4、均匀混合的、总浓度为30mg/ml的氯苯溶液，将混合溶液填充到半导体纳米柱阵列形成的空隙内，先烘干后进行等离子处理等手段，使有机材料与半导体纳米柱阵列之间良好的接触；
(5)利用脉冲激光沉积法，在上述活性层上面制备厚度为110nm透明导电金属氧化物AZO薄膜层；
(6)利用丝网印刷法，在上述透明导电金属氧化物薄膜层上面制备镁、银栅网电极，栅网的厚度为8μm，栅线宽度为120μm，间距为2mm；
(7)在惰性气体气氛中退火处理，制得太阳能电池。
应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池具有如下结构：在衬底的底表面沉积有起电极作用的导电层，在所述衬底的上表面设有垂直于所述衬底上表面、且由半导体化合物材料构成的纳米柱阵列，在所述纳米柱阵列的间隙中填充有与所述纳米柱等高的光活性材料，在所述纳米柱阵列和光活性材料构成的表面上设置有透明导电电极层，在所述透明导电电极层表面上设有保护电极；
所述光活性材料为电子给体材料与受体材料的混合物或者为分子内具有电子给体-受体结构的材料；
所述纳米柱阵列中填充了光活性材料，此种周期性的结构形成了光子晶体结构。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述导电层的厚度为5-15μm；所述保护电极呈栅网结构，该栅网的厚度为5-10μm，栅线宽度为30-150μm，间距为2-3mm。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述纳米柱的平均直径为30-1000nm，高度为100-10000nm，柱间间距为30-200nm。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体化合物材料和衬底材料均为元素周期表中Ⅲ-Ⅴ族的氮化物基质材料，或者氧化锌基质材料；所述氮化物基质材料为AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN和AlInGaN；所述氧化锌基质材料为ZnO，In-Zn-O，Al-Zn-O，Ga-Zn-O，Zr-Zn-O，Mg-Zn-O或Si-Zn-O。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述电子给体材料为噻吩类材料；所述电子受体材料为富勒烯及其衍生物；所述分子内具有电子给体-受体结构的材料为含咔唑单元和苯并噻二唑单元的材料、含芴单元和苯并噻二唑单元的材料、含咔唑单元和噻吩并吡嗪单元的材料、含芴单元和噻吩并吡嗪单元的材料、含噻吩单元和吡咯并吡咯单元的材料、含噻吩单元和噻吩并吡嗪单元的材料。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述透明导电电极层的材质为导电金属氧化物薄膜或导电高分子材料；所述透明导电电极层的厚度为80-120nm。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述导电层的材质和保护电极的材质均为铝、镁、金、银及其合金。
8.一种权利要求1至7任一所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在表面处理过的衬底的底表面沉积一层起电极作用的导电层；
在所述衬底的上表面形成由半导体化合物材料组成的纳米柱阵列；
将光活性材料填充至所述纳米柱阵列的空隙中；
在所述纳米柱阵列和光活性材料构成的上表面上沉积一层透明导电电极层；
在所述透明导电电极层的表面沉积保护电极；
在惰性气体气氛中退火处理，制得所述太阳能电池；
其中，所述光活性材料为电子给体材料与受体材料的混合物或者为分子内具有电子给体-受体结构的材料；
所述纳米柱阵列中填充了光活性材料，此种周期性的结构形成了光子晶体结构。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述导电层得制备步骤中，还包括如下步骤：在无氧环境中，将所述导电层于300～450℃进行退火处理20～40min。
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