【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳电池，具体涉及一种柔性可弯曲超薄太阳电池及其制备方法。
技术介绍
1、随着微型飞行器的迅速发展，能源技术已成为限制其航行时间和续航能力的技术瓶颈。微小型无人机能源供给装备需要具有较高的能量输出和重量比功率以适应自身的机动灵活飞行，特别是扑翼仿生无人机，它的动力来源主要依靠轻薄、柔韧的翅翼，利用翅翼的柔性主动变形，通过微型发动机带动翅翼产生升力与推力，可以迅速改变飞行状态，对空气动力学的要求更高。目前微小型无人机能源形式主要是微型锂电池，但是受限于身形限制，电池重量比功率低成为其长续航亟待攻克的难题。
2、光伏发电是利用太阳电池直接将太阳光转换成电能的发电过程，其具有便捷性好、环境友好、维护简单、寿命长等优点。太阳电池是各种飞行器不可或缺的重要组成部分，是能量收集、高效转换和使用等电源分系统的关键部件，在空间、地面等无人飞行器能源供给领域中发挥着重要的作用。特别是扑翼式无人机机翼面积很大，更容易将太阳电池集成在机翼上。薄膜太阳电池由于重量比功率高等优势，在无人机供能方面具有很大的应用潜力，通过太阳电池对微型锂电池充电，进行额外能源补给，进而提高无人机的续航能力。
3、但传统薄膜太阳电池仍存在自身厚度大、弯曲特性差、易碎易裂等问题，很难适应微型机翼上振动频率变化大的要求，当机翼频繁振动或拉伸时，太阳电池可能严重受损。这就要求既要解决太阳电池功能层、柔性衬底轻量化可拉伸问题，又要解决太阳电池的可靠性和长续航稳定性。
技术实现思路
1、针对传统薄膜
2、为达到上述目的，本专利技术首先提供了一种柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
3、s1，提供一砷化镓衬底，在所述砷化镓衬底表面外延生长gainp层、第一gaas层和第二gaas层；
4、s2，采用湿法旋涂工艺在所述第二gaas层表面制备高吸光材料层，与所述第二gaas层构成gaas/高吸光材料异质结构；
5、s3，在所述高吸光材料层表面制备金属层，通过键合工艺与一柔性衬底贴合；
6、s4，将由gainp层、第一gaas层和第二gaas层、高吸光材料层、金属层和柔性衬底构成的结构从所述砷化镓衬底的表面剥离，得到柔性衬底支撑的外延层结构；
7、s5，在所述gainp层的剥离界面制备金属栅线电极和减反射膜，得到所述柔性可弯曲超薄太阳电池。
8、优选地，所述高吸光材料层包括：碳纳米管薄膜、石墨烯纳米片、富勒烯纳米薄膜中的任意一种或多种。
9、优选地，所述高吸光材料层为掺杂改性的高吸光材料层。
10、优选地，所述第二gaas层的厚度为100nm-300nm；所述高吸光材料层的厚度为200nm-300nm。
11、优选地，所述金属层的材料包括ti、au、ni中的至少一种。
12、优选地，在制备所述金属层之前，还包括：所述高吸光材料层表面制备金属接触层，所述金属接触层的材料包括ti、cr、mo、pt中的至少一种。
13、优选地，所述金属层的厚度不小于500nm，所述金属接触层的厚度不小于50nm。
14、优选地，在完成步骤s4进行步骤s5之前，还包括：通过低温键合工艺，将所述柔性衬底键合到一刚性临时衬底上，获得临时衬底支撑的柔性外延层结构；在完成步骤s5后，还包括：去除所述刚性临时衬底。
15、优选地，所述柔性衬底包括：聚酰亚胺薄膜、石墨烯薄膜、金属铜薄膜、聚酰亚胺/石墨烯复合材料、聚酰亚胺/cnt复合材料、聚酰亚胺/富勒烯复合材料、石墨烯/富勒烯复合材料、有机聚合物薄膜中的任意一种或多种。
16、本专利技术另一方面还提供了一种根据前述制备方法制得的柔性可弯曲超薄太阳电池。
17、相对于现有技术，本专利技术的有益效果至少包括：
18、1、相较于传统的gainp/gaas/ingaas子电池级联倒装三结电池外延结构，本专利技术创新性改进了第三层子电池结构，设计了gainp/gaas/gaas-cnt三结超薄太阳电池结构，其中，第三层子电池gaas-cnt结构基于具有禁带宽度可调和具有高吸光系数的cnt纳米材料的优势，在厚度大大减薄的同时，还能提升电池效率，突破了太阳电池效率提升与厚度减薄之间的制约限制，为构建新型超薄高效率柔性电池提供支撑。
19、2、本专利技术采用超薄柔性衬底直接作为太阳电池支撑层，且电池外延层结构厚度减薄，一方面大大减轻了太阳电池的重量，极大的提高了电池的重量比功率，另一方面，提高了超薄太阳电池的可弯曲度。另外，超薄太阳电池厚度的减薄，也使得太阳电池的散热特性得到极大地改善，厚度更薄的电池产生的热堆积能够高效的排到大气中，减小热堆积对电池结构的损伤，有利于提升太阳电池的转换效率和耐候性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，所述高吸光材料层包括：碳纳米管薄膜、石墨烯纳米片、富勒烯纳米薄膜中的任意一种或多种。
3.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，所述高吸光材料层为掺杂改性的高吸光材料层。
4.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，所述第二GaAs层的厚度为100nm-300nm；所述高吸光材料层的厚度为200nm-300nm。
5.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，所述金属层的材料包括Ti、Au、Ni中的至少一种。
6.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，在制备所述金属层之前，还包括：在所述高吸光材料层表面制备金属接触层，所述金属接触层的材料包括Ti、Cr、Mo、Pt中的至少一种。
7.如权利要求6所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，所述金属层的厚度不小于500nm
8.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，在完成步骤S4进行步骤S5之前，还包括：通过低温键合工艺，将所述柔性衬底键合到一刚性临时衬底上，获得临时衬底支撑的柔性外延层结构；
9.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，所述柔性衬底包括：聚酰亚胺薄膜、石墨烯薄膜、金属铜薄膜、聚酰亚胺/石墨烯复合材料、聚酰亚胺/CNT复合材料、聚酰亚胺/富勒烯复合材料、石墨烯/富勒烯复合材料、有机聚合物薄膜中的任意一种或多种。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述制备方法制得的柔性可弯曲超薄太阳电池。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，所述高吸光材料层包括：碳纳米管薄膜、石墨烯纳米片、富勒烯纳米薄膜中的任意一种或多种。
3.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，所述高吸光材料层为掺杂改性的高吸光材料层。
4.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，所述第二gaas层的厚度为100nm-300nm；所述高吸光材料层的厚度为200nm-300nm。
5.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，所述金属层的材料包括ti、au、ni中的至少一种。
6.如权利要求1所述的柔性可弯曲超薄太阳电池的制备方法，其特征在于，在制备所述金属层之前，还包括：在所述高吸光材料层表面制...
【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，郭哲俊，钱勇，施祥蕾，周丽华，王波，殷茂淑，孙利杰，刘勇，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。