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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钙钛矿太阳能电池领域,具体涉及一种抛光石墨电极及其制备方法和在钙钛矿太阳能电池中的应用。
技术介绍
1、近年来,钙钛矿太阳能电池因为其能量转换效率高、原材料成本低、制备工艺简单等特点而备受关注,有望成为新一代广泛应用的光伏技术。
2、钙钛矿太阳能电池一般由透明导电电极、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和顶电极等多层结构组成。其中,顶电极对于钙钛矿太阳能电池的成本和稳定性有着较大的影响。利用碳材料制备的顶电极,具有理论上的低成本和化学稳定性优势,被认为是实现钙钛矿太阳能电池产业化的关键之一。利用导电碳材料分散在有机溶剂中得到成的碳浆料,涂布在钙钛矿太阳能电池器件中,可以制备成顶电极。其中涉及到的溶剂过程,与目前高性能钙钛矿太阳能电池中的钙钛矿吸光层、空穴传输层并不匹配。为此,可以将碳浆料预先制备成具有柔性、多孔结构的导电碳膜,并通过施加一定压力,使导电碳膜贴合到钙钛矿吸光层、空穴传输层上制备成顶电极(201810246773.6)。
3、然而,这种导电碳浆预制成膜再贴合的方法,需要高沸点有机溶剂作为初始的分散介质,并利用低沸点的有机溶剂进行溶剂交换来形成多孔结构,工艺操作较为复杂且不利于环境保护。因此,需要发展制备工艺更简单、原材料更绿色环保的钙钛矿太阳能电池碳基材料顶电极方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种抛光石墨电极及其制备方法和在钙钛矿太阳能电池中的应用,该抛光石墨电极导电性好,应用于钙钛矿太阳能电池与下层结构贴合更充
2、为了解决上述技术问题,本专利技术采用以下技术方案:
3、提供一种抛光石墨电极,包括抛光石墨层和柔性导电基底,所述抛光石墨层通过将水基石墨乳喷涂至柔性导电基底上干燥后进行打磨抛光处理制备得到。
4、按上述方案,所述柔性导电基底为导电布、石墨纸、铝箔等具有高导电性和一定柔性的材料。
5、按上述方案,所述抛光石墨层厚度为20-90微米。
6、按上述方案,所述柔性导电基底厚度为10-50微米。
7、提供一种上述抛光石墨电极的制备方法,包括以下步骤:
8、步骤1.将水基石墨乳喷涂至柔性导电基底上并加热干燥,形成宏观均匀平整的石墨-导电基底双层结构;
9、步骤2.对步骤1所得石墨-导电基底双层结构的石墨层表面进行打磨抛光处理,即得抛光石墨电极。
10、按上述方案,所述步骤1中,加热干燥温度为50-80℃。
11、按上述方案,所述步骤1中,水基石墨乳中石墨含量为10-30%。
12、按上述方案,所述步骤1中,所得石墨层厚度为50-100微米;所述步骤2中,所得抛光后的石墨层厚度为20-90微米。
13、提供一种上述抛光石墨电极作为顶电极在钙钛矿太阳能电池中应用,具体为:
14、在一定压力下将上述抛光石墨电极通过抛光石墨层面贴合至钙钛矿太阳能电池的空穴传输层上。
15、按上述方案,贴合操作压强为0.1-10mpa,时间为10-60秒。
16、提供一种钙钛矿太阳能电池,包括上述抛光石墨电极,所述抛光石墨电极为顶电极。
17、按上述方案,所述钙钛矿太阳能电池还包括,从下到上排布的透明导电基底、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层。
18、本专利技术的有益效果为:
19、1.本专利技术提供一种抛光石墨电极,石墨层结构紧密,导电性好,同时表面粗糙度小,作为顶电极用于钙钛矿太阳能电池中时,可以与下层结构贴合更充分,所得钙钛矿太阳能电池串联电阻小,填充因子高,光电转换效率优异,显著提升了钙钛矿太阳能电池的性能。
20、2.本专利技术提供一种抛光石墨电极的制备方法,以水基石墨乳作为原料,绿色环保且价格低廉,可以进一步降低钙钛矿太阳能电池的成本;通过抛光处理,一方面可以降低石墨层的表面粗糙度,使其应用于钙钛矿太阳能电池时,在一定压力下可以与下层结构贴合更充分;另一方面打磨抛光处理使石墨层结构更加紧密,提高了导电性;而这些因素保证了钙钛矿太阳能电池的良好性能;本专利技术通过使用喷涂、打磨抛光、压力贴合等简单、成熟的工艺即可实现电极的制备,操作简单,对设备的依赖程度较低,成本低廉,具有潜在的工业应用价值。
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1.一种抛光石墨电极,其特征在于,包括抛光石墨层和柔性导电基底,所述抛光石墨层通过将水基石墨乳喷涂至柔性导电基底上干燥后进行打磨抛光处理制备得到。
2.根据权利要求1所述的抛光石墨电极,其特征在于,所述柔性导电基底为导电布、石墨纸或铝箔。
3.根据权利要求1所述的抛光石墨电极,其特征在于,所述抛光石墨层厚度为20-90微米,所述柔性导电基底厚度为10-50微米。
4.一种权利要求1-3任一项所述的抛光石墨电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,加热干燥温度为50-80℃。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,水基石墨乳中石墨含量为10-30%。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,所得石墨层厚度为50-100微米;所述步骤2中,所得抛光后的石墨层厚度为20-90微米。
8.一种权利要求1-3任一项所述的抛光石墨电极作为顶电极在钙钛矿太阳能电池中应用,具体为:
9.根据权利要求
10.一种钙钛矿太阳能电池,包括权利要求1-3任一项所述的抛光石墨电极,所述抛光石墨电极为顶电极。
...【技术特征摘要】
1.一种抛光石墨电极,其特征在于,包括抛光石墨层和柔性导电基底,所述抛光石墨层通过将水基石墨乳喷涂至柔性导电基底上干燥后进行打磨抛光处理制备得到。
2.根据权利要求1所述的抛光石墨电极,其特征在于,所述柔性导电基底为导电布、石墨纸或铝箔。
3.根据权利要求1所述的抛光石墨电极,其特征在于,所述抛光石墨层厚度为20-90微米,所述柔性导电基底厚度为10-50微米。
4.一种权利要求1-3任一项所述的抛光石墨电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,加热干燥温度为50-80℃。
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