一种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其制备方法。该太阳能电池包括衬底和沿远离衬底的方向依次设置在衬底上的第一电极层、第一载流子传输层、光电转换层、第二载流子传输层、第二电极层和顶膜，光电转换层中包含有纳米金属线。该太阳能电池通过在光电转换层中加入纳米金属线，一方面，纳米金属线对光的衍射能够增加光的吸收，使该电池能够充分吸收光能，从而使该电池能在透光率不变的情况下其载流子传输效率大大提高，进而提高了该太阳能电池的光电转换效率；另一方面，纳米金属线能对弯折的光电转换层的微观局部起到链接作用，从而确保太阳能电池在弯折状态下也不会影响载流子的顺利传输，进而使该太阳能电池在弯折状态下其光电转换效率也不会降低。

【技术实现步骤摘要】
一种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
，具体地，涉及一种柔性太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
随着全球经济发展，能源危机初露端倪，开发利用可再生清洁能源备受关注，是解决能源问题、实现社会经济可持续发展的关键。太阳能资源是特别优越的清洁可再生能源，对其开发利用以太阳能电池为代表。随着电子产品、家用电器、精密仪器仪表及可穿戴器件的智能化、小型化、便携化的发展，对电池轻巧、柔性、体积小、质量轻等要求也越来越迫切。柔性太阳能电池无疑是最佳选择，并将助力电子产品的发展与变革。如何在实现太阳能电池良好柔性性能的同时，进一步提高其光电转换效率已成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种柔性太阳能电池及其制备方法。该柔性太阳能电池通过在光电转换层中加入纳米金属线，一方面，能在透光率不变的情况下提高其载流子传输效率，从而提高该太阳能电池的光电转换效率；另一方面，纳米金属线能对弯折的光电转换层的微观局部起到链接作用，能确保太阳能电池在弯折状态下也不会影响载流子的顺利传输，从而使该太阳能电池在弯折状态下其光电转换效率也不会降低。本专利技术提供一种柔性太阳能电池，包括衬底和沿远离所述衬底的方向依次设置在所述衬底上的第一电极层、第一载流子传输层、光电转换层、第二载流子传输层、第二电极层和顶膜，所述光电转换层中包含有纳米金属线。优选地，所述纳米金属线包括纳米银线或纳米铜线。优选地，所述光电转换层包括基膜和设置在所述基膜上的纳米金属线子层，所述基膜采用钙钛矿化合物材料。优选地，所述钙钛矿化合物材料的通式为R-M-X3，其中，R为有机分子，M为金属原子，X为卤原子或硫属原子。优选地，所述光电转换层采用有机化合物材料，所述有机化合物材料为电子供体材料和电子受体材料的混合物或者电子供体材料和电子受体材料的小分子化合物或聚合物。优选地，所述第一电极层和所述第二电极层均采用纳米金属线材料。优选地，所述衬底和所述顶膜均采用高分子柔性材料，且所述衬底和所述顶膜中至少一者是透明的。优选地，所述第一载流子传输层为电子传输层，所述第二载流子传输层为空穴传输层；或者，所述第一载流子传输层为空穴传输层，所述第二载流子传输层为电子传输层。优选地，所述第一电极层、所述第一载流子传输层、所述光电转换层、所述第二载流子传输层和所述第二电极层在所述衬底上的正投影重合。本专利技术还提供一种上述柔性太阳能电池的制备方法，包括：采用涂布法在衬底上依次制备形成第一电极层、第一载流子传输层、光电转换层和第二载流子传输层；采用涂布法在顶膜上制备形成第二电极层；将完成上述步骤的所述顶膜和所述衬底对合，并使所述第二电极层与所述第二载流子传输层相贴合。本专利技术的有益效果：本专利技术所提供的柔性太阳能电池，通过在光电转换层中加入纳米金属线，由于纳米金属线的导电率高，透光性好，且具有较好的柔性，所以，一方面，纳米金属线对光的衍射能够增加光的吸收，使该太阳能电池能够充分吸收光能，从而使该太阳能电池能在透光率不变的情况下其载流子传输效率大大提高，进而提高了该太阳能电池的光电转换效率；另一方面，纳米金属线能对弯折的光电转换层的微观局部起到链接作用，从而确保太阳能电池在弯折状态下也不会影响载流子的顺利传输，进而使该太阳能电池在弯折状态下其光电转换效率也不会降低。附图说明图1为本专利技术实施例1中柔性太阳能电池的结构剖视示意图；图2为本专利技术实施例1中柔性太阳能电池制备方法的流程图；图3为本专利技术实施例2中柔性太阳能电池的结构剖视示意图。其中的附图标记说明：1.衬底；2.第一电极层；3.第一载流子传输层；4.光电转换层；41.基膜；42.纳米金属线子层；5.第二载流子传输层；6.第二电极层；7.顶膜。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术所提供的一种柔性太阳能电池及其制备方法作进一步详细描述。实施例1：本实施例提供一种柔性太阳能电池，如图1所示，包括衬底1和沿远离衬底1的方向依次设置在衬底1上的第一电极层2、第一载流子传输层3、光电转换层4、第二载流子传输层5、第二电极层6和顶膜7，光电转换层4中包含有纳米金属线。由于纳米金属线的导电率高，透光性好，且具有较好的柔性，所以通过在光电转换层4中加入纳米金属线，一方面，纳米金属线对光的衍射能够增加光的吸收，使该太阳能电池能够充分吸收光能，从而使该太阳能电池能在透光率不变的情况下其载流子传输效率大大提高，进而提高了该太阳能电池的光电转换效率；另一方面，纳米金属线能对弯折的光电转换层4的微观局部起到链接作用，从而确保太阳能电池在弯折状态下也不会影响载流子的顺利传输，进而使该太阳能电池在弯折状态下其光电转换效率也不会降低。优选的，纳米金属线包括纳米银线或纳米铜线。本实施例中，光电转换层4包括基膜41和设置在基膜41上的纳米金属线子层42，基膜41采用钙钛矿化合物材料。其中，钙钛矿化合物材料为有机无机钙钛矿化合物材料。有机无机钙钛矿化合物材料具有良好的柔性，从而有利于整个太阳能电池的柔性。基膜41与第一载流子传输层3相邻，纳米金属线子层42与第二载流子传输层5相邻。本实施例中，钙钛矿化合物材料的通式为R-M-X3，其中，R为有机分子，M为金属原子，X为卤原子或硫属原子。R的通式为ClNmXn，其中，l、m、n均为正整数，X为卤原子或硫属原子。R具体如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、乙基甲基胺、甲基丙基胺、丁基甲基胺、甲基戊基胺、己基甲基胺、乙基丙基胺、乙基丁基胺、咪唑、唑、吡咯、氮丙啶、吖丙因、吖丁啶、吖丁、咪唑啉、咔唑和它们的离子(例如甲基铵(CH3NH3)等)、苯乙基铵等。其中，R优选为甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺和它们的离子、苯乙基铵，更优选为甲胺、乙胺、丙胺和它们的离子。M为铅、锡、锌、钛、锑、铋、镍、铁、钴、银、铜、镓、锗、镁、钙、铟、铝、锰、铬、钼、铕中的任意一种或两种以上。M优选铅、锡。X为氯、溴、碘、硫、硒中的任意一种或两种以上。通过使基膜41中含有卤原子，能使有机无机钙钛矿化合物材料变得可溶于有机溶剂，从而能够采用廉价的涂布或印刷法制备形成基膜41。另外，为了使有机无机钙钛矿化合物的能带隙变窄，优选为碘。本实施例中，第一电极层2和第二电极层6均采用纳米金属线材料。优选的，纳米金属线材料为纳米银线或纳米铜线。纳米金属线材料能使第一电极层2和第二电极层6不仅具有良好的导电性，而且具有良好的柔性，从而不仅能够确保柔性太阳能电池中电压或电流的稳定输出，而且有利于实现太阳能电池的柔性。本实施例中，衬底1和顶膜7均采用高分子柔性材料，且衬底1和顶膜7中至少一者是透明的。透明的衬底1和/或顶膜7，有利于太阳能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性太阳能电池，其特征在于，包括衬底和沿远离所述衬底的方向依次设置在所述衬底上的第一电极层、第一载流子传输层、光电转换层、第二载流子传输层、第二电极层和顶膜，所述光电转换层中包含有纳米金属线。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性太阳能电池，其特征在于，包括衬底和沿远离所述衬底的方向依次设置在所述衬底上的第一电极层、第一载流子传输层、光电转换层、第二载流子传输层、第二电极层和顶膜，所述光电转换层中包含有纳米金属线。


2.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池，其特征在于，所述纳米金属线包括纳米银线或纳米铜线。


3.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池，其特征在于，所述光电转换层包括基膜和设置在所述基膜上的纳米金属线子层，所述基膜采用钙钛矿化合物材料。


4.根据权利要求3所述的柔性太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿化合物材料的通式为R-M-X3，其中，R为有机分子，M为金属原子，X为卤原子或硫属原子。


5.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池，其特征在于，所述光电转换层采用有机化合物材料，所述有机化合物材料为电子供体材料和电子受体材料的混合物或者电子供体材料和电子受体材料的小分子化合物或聚合物。


6.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王权，刘琦，
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