柔性太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种柔性太阳能电池及制备方法，所述柔性太阳能电池包括衬底层以及形成在所述衬底层上的电池层，所述衬底层的材料为石墨纸，可直接转移电池层，无需进行传统柔性太阳能电池制备工艺中去除衬底的操作，不但可以简化生产工艺，还可以避免环境污染和资源浪费。石墨纸具有导热系数高、导电性能高的特点，因此可以取代背金属电极，也可以提高电池结构的导热性能，进而提高电池的稳定性和寿命。而且，石墨纸相较于现有的衬底材料，价格低廉，可以降低生产成本。

Flexible solar cell and its preparation

【技术实现步骤摘要】
柔性太阳能电池及其制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种柔性太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
柔性太阳能电池具有质轻，柔软，可卷曲折叠等特点，使用范围越来越广泛。传统柔性硅基太阳能电池转化效率仅有4％-10％，而铜铟镓硒柔性太阳能电池光电转化效率为10％左右，Ⅳ-Ⅴ族半导体柔性太阳能电池光电转化效率可以达到30％以上，因此，具有高光电转化效率的Ⅳ-Ⅴ族半导体柔性太阳能电池得以广泛应用。现有的Ⅳ-Ⅴ族半导体柔性太阳能电池通常采用蓝宝石、碳化硅、锗等作为衬底材料，这些材料价格昂贵、热导率低、资源有限，不仅会提高太阳能电池的生产成本，而且严重影响器件的性能和使用寿命。而且，在制备现有的Ⅳ-Ⅴ族半导体柔性太阳能电池时，需要对衬底通过机械减薄或者腐蚀的手段进行剥离，不仅生产工艺复杂，而且造成环境污染和资源浪费。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供一种柔性太阳能电池及其制备方法，用以至少部分解决生产工艺复杂，成本高，资源浪费，不环保，器件性能差、使用寿命短的问题。本专利技术为解决上述技术问题，采用如下技术方案：本专利技术提供一种柔性太阳能电池，包括衬底层以及形成在所述衬底层上的电池层，所述衬底层的材料为石墨纸。优选的，所述石墨纸的导热系数大于1500W/mK。优选的，所述衬底层的厚度为10-100微米。进一步的，所述柔性太阳能电池还包括第一缓冲层，所述第一缓冲层位于所述电池层和所述衬底层之间；所述第一缓冲层的材料与石墨纸的晶格匹配且与所述电池层的材料晶格匹配。进一步的，所述柔性太阳能电池还包括层叠设置的第二缓冲层和第三缓冲层，所述第二缓冲层和所述第三缓冲层位于所述电池层和所述衬底层之间，且所述第二缓冲层邻近所述衬底层，所述第三缓冲层邻近所述电池层；所述第二缓冲层的材料与石墨纸晶格匹配，所述第三缓冲层的材料与所述电池层的材料晶格匹配。进一步的，所述柔性太阳能电池还包括基板，所述基板位于所述衬底层远离所述电池层的一侧，并与所述衬底层粘接。优选的，所述电池层的材料为氮化物或砷化物。进一步的，所述柔性太阳能电池还包括电极层和盖板，所述电极层位于所述电池层远离所述衬底层的一侧，所述盖板位于所述电极层远离所述衬底层的一侧。本专利技术提供的柔性太阳能电池，通过将柔性的石墨纸作为衬底层材料，可直接转移电池层，无需进行传统柔性太阳能电池制备工艺中去除衬底的操作，不但可以简化生产工艺，还可以避免环境污染和资源浪费。石墨纸具有导热系数高、导电性能高的特点，因此可以取代背金属电极，也可以提高电池结构的导热性能，进而提高电池的稳定性和寿命。而且，石墨纸相较于现有的衬底材料，价格低廉，可以降低生产成本。本专利技术还提供一种柔性太阳能电池的制备方法，用于制备如前所述的柔性太阳能电池，所述方法包括：在衬底层上制备电池层，其中，所述衬底层的材料为石墨纸。进一步的，在衬底层上制备电池层之前，所述方法还包括：在所述衬底层上制备第一缓冲层，其中，所述第一缓冲层的材料与石墨纸的晶格匹配且与所述电池层的材料晶格匹配；所述在衬底层上制备电池层，具体包括：在形成有所述第一缓冲层的衬底层上制备电池层。进一步的，在衬底层上制备电池层之前，所述方法还包括：在所述衬底层上制备第二缓冲层，其中，所述第二缓冲层的材料与石墨纸的晶格匹配；在形成有所述第二缓冲层的衬底层上制备第三缓冲层，其中，所述第三缓冲层的材料与所述电池层的材料晶格匹配；所述在衬底层上制备电池层，具体包括：在形成有所述第三缓冲层的衬底层上制备电池层。进一步的，在衬底层上制备电池层之后，所述方法还包括：在形成有所述电池层的衬底层上制备电极层。进一步的，在形成有所述电池层的衬底层上制备电极层之后，所述方法还包括：在基板上涂覆粘性材料；将形成有所述电池层的衬底层转移至基板，并将所述衬底层远离所述电池层的一侧与所述基板粘接；利用盖板对所述电极层远离所述衬底层的一侧进行封装。本专利技术提供的柔性太阳能电池的制备方法，通过将柔性的石墨纸作为衬底层材料，可直接将形成有电池层的衬底层转移至基板，无需进行传统柔性太阳能电池制备工艺中去除衬底层的操作，简化生产工艺，省时省力，缩短制程。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的柔性太阳能电池的结构示意图；图2为本专利技术实施例2提供的柔性太阳能电池的结构示意图；图3为本专利技术实施例3提供的柔性太阳能电池的制备流程图；图4为本专利技术实施例4提供的柔性太阳能电池的制备流程图。图例说明：1、衬底层2、电池层3、第一缓冲层4、基板5、电极层6、盖板7、第二缓冲层8、第三缓冲层具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。石墨纸的导热系数可以达到2200W/mK，石墨纸通常应用在智能手机、通讯信息等领域。本专利技术通过以柔性石墨纸为衬底，凭借石墨纸优良的导电性，取代金属背电极，降低柔性太阳能电池的成本。实施例1如图1所示，本专利技术实施例1提供一种柔性太阳能电池，所述柔性太阳能电池包括衬底层1和电池层2，电池层2形成在衬底层1上，衬底层1的材料为石墨纸。本专利技术实施例1提供的柔性太阳能电池，通过将柔性的石墨纸作为衬底层1的材料，可直接转移电池层2，这样，无需去除衬底层1，不但可以简化生产工艺，还可以避免环境污染和资源浪费。此外，石墨纸具有导热系数高、导电性能高的特点，因此可以取代背金属电极，也可以提高柔性太阳能电池的导热性能，进而提高柔性太阳能电池的稳定性和寿命。而且，石墨纸相较于现有的衬底材料，价格低廉，可以降低生产成本。优选的，石墨纸的导热系数大于1500W/mK，这样，可以提高柔性太阳能电池的导热性能，从而提高柔性太阳能电池的稳定性和寿命。优选的，衬底层1的厚度为10-100微米。若衬底层1太厚，则浪费物料，影响导热，影响气流的均匀性，也会增加柔性太阳能电池成品的厚度；若衬底层1太薄，则起不到外延晶体生长的支撑作用。电池层2可以为单结电池层，也可以为多结电池层，电池层2的厚度为1μm-10μm。电池层2可以通过MOCVD(Metal-organicChemicalVaporDeposition金属有机化合物化学气相沉淀)工艺或者MBE(MolecularBeamEpitaxy，分子束外延)等工艺生长形成。电池层2的材料可以为氮化物或砷化物，例如，可以为AlN或GaAs。为解决石墨纸与电池层2晶格不匹配的问题，可以在所述柔性太阳能电池的衬底层1和电池层2之间设置缓冲层。如图1所示，所述柔性太阳能电池还包括第一缓冲层3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性太阳能电池，其特征在于，包括衬底层以及形成在所述衬底层上的电池层，所述衬底层的材料为石墨纸。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性太阳能电池，其特征在于，包括衬底层以及形成在所述衬底层上的电池层，所述衬底层的材料为石墨纸。


2.如权利要求1所述的柔性太阳能电池，其特征在于，所述石墨纸的导热系数大于1500W/mK。


3.如权利要求1所述的柔性太阳能电池，其特征在于，所述衬底层的厚度为10-100微米。


4.如权利要求1所述的柔性太阳能电池，其特征在于，还包括第一缓冲层，所述第一缓冲层位于所述电池层和所述衬底层之间；所述第一缓冲层的材料与石墨纸的晶格匹配且与所述电池层的材料晶格匹配。


5.如权利要求1所述的柔性太阳能电池，其特征在于，还包括层叠设置的第二缓冲层和第三缓冲层，所述第二缓冲层和所述第三缓冲层位于所述电池层和所述衬底层之间，且所述第二缓冲层邻近所述衬底层，所述第三缓冲层邻近所述电池层；
所述第二缓冲层的材料与石墨纸晶格匹配，所述第三缓冲层的材料与所述电池层的材料晶格匹配。


6.如权利要求1-5任一项所述的柔性太阳能电池，其特征在于，还包括基板，所述基板位于所述衬底层远离所述电池层的一侧，并与所述衬底层粘接。


7.如权利要求6所述的柔性太阳能电池，其特征在于，所述电池层的材料为氮化物或砷化物。


8.如权利要求6所述的柔性太阳能电池，其特征在于，还包括电极层和盖板，所述电极层位于所述电池层远离所述衬底层的一侧，所述盖板位于所述电极层远离所述衬底层的一侧。


9.一种柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗轶，李琳琳，宋士佳，
申请(专利权)人：东泰高科装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11