彩色光伏电池及其制备方法技术

本申请涉及光伏电池技术领域，具体为一种彩色光伏电池及其制备方法。该彩色光伏电池包括在基板上依次制备的微结构透明导电层、光敏层、可调谐透明导电层，其中所述微结构透明导电层和所述可调谐透明导电层分别为包括介质层和金属层交替设置的多层透明导电薄膜，能够降低彩色光伏电池成本的前提下保证彩色光伏电池的彩色显示效果。电池的彩色显示效果。电池的彩色显示效果。

【技术实现步骤摘要】
彩色光伏电池及其制备方法


[0001]本申请属于光伏电池
，具体为一种彩色光伏电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，新一代太阳能电池凭借原材料丰富、成本低、重量轻、工艺简单、易于大面积柔性制备等优势而备受关注。随着新一代光伏技术的不断成熟，以及未来信息化社会的不断深入，人们对光伏产品的需求将不再仅仅局限在其功能性上，也将越来越看重产品个性化设计来满足其审美需求。这就为彩色光伏电池提供了广阔的发展空间，它不仅可以在便携电子设备、可穿戴服装等领域提供个性化的需求，更有望在城市建筑美化和智能家居等领域形成重要的应用，如高楼大厦幕墙装饰、车辆有色玻璃贴膜等等。
[0003]近年来，已经有国内外的研发团队先后报道了彩色太阳能电池。这些彩色太阳能电池除了采用不同的光伏材料体系外，主要依靠光学调节方法来调节电池的透过或反射性能进而实现不同的颜色。但是这些光学调节颜色的方法都在器件中引入了相应的光学调节结构，这无疑增加了光伏电池的制备成本和时间。另外，这些光学介质材料大都具有较差的导电性，特别是有些光学调节结构会导致电池色彩显示的各向异性（角度依赖性），进而影响彩色显示效果。因此，如何降低彩色光伏电池成本的前提下保证彩色光伏电池的彩色显示效果，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本说明书一个或多个实施例的目的是提供一种彩色光伏电池及其制备方法，能够降低彩色光伏电池成本的前提下保证彩色光伏电池的彩色显示效果。
[0005]为解决上述技术问题，本说明书一个或多个实施例是这样实现的：第一方面，提供了一种彩色光伏电池，包括在基板上依次制备的微结构透明导电层、光敏层、可调谐透明导电层，其中所述微结构透明导电层和所述可调谐透明导电层分别为包括介质层和金属层交替设置的多层透明导电薄膜。
[0006]第二方面，提出了一种彩色光伏电池的制备方法，包括以下步骤：在基板上制备微结构透明导电层；在所述微结构透明导电层上制备光敏层；在所述光敏层上制备可调谐透明导电层；其中，所述微结构透明导电层和所述可调谐透明导电层分别为包括介质层和金属层交替设置的多层透明导电薄膜。
[0007]由以上本说明书一个或多个实施例提供的技术方案可见，本专利技术实施例提供的彩色光伏电池，包括在基板上依次制备的微结构透明导电层、光敏层、可调谐透明导电层，其中微结构透明导电层和可调谐透明导电层分别为包括介质层和金属层交替设置的多层透明导电薄膜。本专利技术采用在光敏层上下两个介质层和金属层交替设置的多层透明导电薄膜构筑彩色光伏电池，该两个多层透明导电薄膜作为电极与光敏层协同作用提高光敏层光吸收率的同时实现光伏电池的彩色化效果，没有采用特别的彩色光学调节结构，而是在光敏层上下两个多层透明导电薄膜上实现光电转化的同时实现彩色显示效果，减小光伏电池颜
色呈现角度的依赖性，在光伏建筑一体化、智能家居、新能源汽车、便携及可穿戴电子设备以及航空航天等领域均有广阔的应用空间。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对一个或多个实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009]图1是根据本专利技术实施例提供彩色光伏电池的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例提供的彩色光伏电池制备方法的流程图；图3是根据本专利技术实施例提供的彩色光伏电池制备方法中对比例Ⅰ和实施例1、2、3光伏电池对应的反射光谱色坐标位置示意图，其中点1代表对比例Ⅰ，点2、3、4分别代表实施例1、2、3；图4是根据本专利技术实施例提供的彩色光伏电池中对比例Ⅱ和实施例4、5、6光伏电池对应的反射光谱色坐标位置示意图，点1代表对比例Ⅰ，点2、3、4分别代表实施例4、5、6；图5是根据本专利技术实施例提供的彩色光伏电池中对比例Ⅲ和实施例7、8、9光伏电池对应的反射光谱色坐标位置示意图，点1代表对比例Ⅰ，点2、3、4分别代表实施例7、8、9；图6（a）是根据本专利技术实施例提供的彩色光伏电池中对比例Ⅰ在不同观察角度下的反射光谱色坐标位置示意图，点1代表对比例Ⅰ在观察角度为0度时的反射光谱色坐标位置，点2代表对比例Ⅰ在观察角度为75度时的反射光谱色坐标位置；图6（b）是根据本专利技术实施例提供的彩色光伏电池中实施例Ⅰ在不同观察角度下的反射光谱色坐标位置示意图，点1代表实施例Ⅰ在观察角度为0度时的反射光谱色坐标位置，点2代表实施例Ⅰ在观察角度为75度时的反射光谱色坐标位置。
具体实施方式
[0010]为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的一个或多个实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
[0011]本专利技术实施例提供的彩色光伏电池，没有采用特别的彩色光学调节结构，而是在光敏层上下两个多层透明导电薄膜上实现光电转化的同时实现彩色显示效果，减小光伏电池颜色呈现角度的依赖性。下面将详细地描述本说明书提供的彩色光伏电池及其各个部分。
[0012]实施例一参照图1所示，为本专利技术实施例提供的彩色光伏电池包括在基板10上依次制备的微结构透明导电层20、光敏层30、可调谐透明导电层40，其中微结构透明导电层20和可调谐透明导电层40分别为包括介质层和金属层交替设置的多层透明导电薄膜。
[0013]本专利技术实施例提供的彩色光伏电池利用光敏层上下两个介质层和金属层交替设
置的多层透明导电薄膜作为电极与光敏层的协同作用实现彩色化效果。光敏层上下两个多层透明导电薄膜（电极）在光伏电池内部形成光学微腔，即整个光伏电池的多层结构形成光学微腔。另外通过对各层厚度的调整来调控光学微腔谐振波长的位置，可以增强谐振波长附近光与各层材料物质的相互作用，可以实现光敏层光吸收率得到提高的同时调节其它波长透过率，保证光伏电池光伏发电效率的同时实现彩色化的显示效果。另外在表面具有微结构的微结构透明导电层上形成腔长变化的微腔，减小光伏电池呈现颜色的角度依赖性。这里的微结构是在该基底表面具有纳米或者微米尺度的图案。
[0014]可以看出，本专利技术实施例提供的彩色光伏电池中的微结构透明导电层和可调谐透明导电层兼具透明导电和光学调控的功能，两者和光敏层协同作用实现彩色化显示效果。微结构透明导电层为表面具有微结构的透明电极，对于上层光敏层的生长具有影响，会导致光敏层形貌发生变化，可以有效调控光敏层的形貌，实现与光敏层的有效接触，增强微结构透明导电层作为电极对光敏层上光生载流子的提取。与此同时，利用两个多层透明导电薄膜分别作为顶电极和底电极，由于金属的高反射率而在光伏电池内部形成光学微腔，通过调控谐振波长位置，可以增强谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种彩色光伏电池，其特征在于，包括在基板上依次制备的微结构透明导电层、光敏层、可调谐透明导电层，其中所述微结构透明导电层和所述可调谐透明导电层分别为包括介质层和金属层交替设置的多层透明导电薄膜。2.根据权利要求1所述的彩色光伏电池，其特征在于，所述微结构透明导电层包括顺次制备的WO3介质层、Ag金属层、WO3介质层，或MoO3介质层、Ag金属层、MoO3介质层，或WO3介质层、Au金属层、NiO介质层。3.根据权利要求1所述的彩色光伏电池，其特征在于，所述可调谐透明导电层包括顺次制备的ZnO介质层、Ag金属层、ZnO介质层，或Ta2O5介质层、Ag金属层、Ta2O5介质层，或TPBi介质层、Ag金属层、MoO3介质层。4.根据权利要求1至3中任一项所述的彩色光伏电池，其特征在于，所述光敏层包括有机材料或钙钛矿材料。5.根据权利要求4所述的彩色光伏电池，其特征在于，所述有机材料为共轭聚合物P3HT和富勒烯衍生物PCBM的共混物，其中所述富勒烯衍生物PCBM的质量占比为50%；或者铯铅溴（CsPbBr3）。6.根据权利要求3所述的彩色光伏电池，其特征在于，所述光敏层的厚度在30nm
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100nm，所述微结构透明导电层的厚度在80nm
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓阳，刘星元，吕营，李颜涛，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：