[發明專利]一種單線結構柔性可編織的太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201210093944.9
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102623516A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 陳志鋼;宋琳琳;胡俊青;田啟威;胡向華;匡興羽;何冠杰;張冰潔
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: H01L31/02
• 分類號: H01L31/02;H01L31/06;H01L31/18
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于太陽能電池及其制備領域，特別涉及一種單線結構柔性可編織的太陽能電池及其制備方法。

背景技術

傳統的太陽能電池由于材料與加工技術的限制，其基底通常采用剛性平板結構，這為運輸帶來不便也大大限制了其日常應用。柔性纖維狀太陽能電池打破了傳統太陽能電池在材料與形狀上的局限，可為狹小有限的空間提供電源，并可被編織進衣物、帳篷等中，因其具有可編織性、生產制造成本低、質量輕、應用廣泛等突出優勢，得到人們的廣泛關注。

現有報道的一類雙線結構的柔性纖維狀太陽能電池，它由兩根電極相互纏繞而成，但存在電接觸不好，副電極的遮光效應，以及光生載流子傳送距離長等問題。并且現階段的柔性纖維狀太陽能電池多為染料敏化太陽能電池，因其大多使用液態電解質，所以存在溶液的泄漏及揮發，封裝困難，長效性能不穩定等缺點。因而發展一種全固態的單線結構柔性纖維狀太陽能電池是很有必要的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種單線結構柔性可編織的太陽能電池及其的制備方法，該單線結構柔性可編織太陽能電池，具有廣泛的應用前景，該方法操作簡單，成本較低，不會產生有毒氣體，對環境友好。

本發明的一種單線結構柔性可編織的太陽能電池，包括：基底、半導體薄膜、緩沖層、本征ZnO層和導電層，所述的基底為導電柔性線狀基底。

所述的導電柔性線狀基底為金屬絲或非金屬絲。

所述的金屬絲為銅絲或鉬絲；所述的非金屬絲為碳纖維。

所述的半導體薄膜為CuInSe₂、CuInS₂或CdTe半導體薄膜。

所述的半導體薄膜的厚度為0.5～100μm。

所述的緩沖層為CdS或ZnS，厚度控制在10～100nm。

所述的本征ZnO層通過化學浴沉積或磁控濺射的方法制得，厚度控制在10nm～1μm。

所述的導電層為AZO(鋁摻雜的氧化鋅透明導電玻璃)或ITO(氧化銦錫透明導電玻璃)，可通過磁控濺射或溶膠凝膠法制得，厚度控制在0.1～10μm。

本發明的一種單線結構柔性可編織的太陽能電池的制備方法，包括：

將清洗過的導電柔性線狀基底在CuInSe₂、CuInS₂或CdTe前驅體溶液中進行電化學沉積，沉積時間為0.01～1h；然后進行燒結5～30min，燒結溫度為300～700℃；再利用化學浴沉積的方法沉積緩沖層，最后制備本征ZnO層和導電層，即得單線結構柔性可編織的太陽能電池。

所述的電化學沉積方法為恒電位沉積或恒電流沉積；其中恒電位沉積的沉積電位為-0.01～-1V，恒電流沉積的沉積電流為0.01～10A。

所述的前驅體溶液中含有金屬鹽和絡合劑的混合物，所述的金屬鹽和絡合劑的混合物為Cu₂SO₄、InCl₃、Na₂S₂O₃和檸檬酸；Cu₂SO₄、InCl₃、SeO₂和檸檬酸；CdSO₄、TeO₂和H₂S_O4。

有益效果

(1)本發明的用于組裝單線結構柔性可編織太陽能電池，易于封裝，可為狹小有限的空間提供有效電源，具有柔性和可編織性使其可以被編進衣物帳篷等，具有廣泛的應用前景；

(2)本發明中以可導電的柔性線狀體(如金屬絲，碳纖維等)為基底，采用電化學沉積法制備半導體薄膜，操作簡單，成本較低，不會產生有毒氣體，對環境友好。

附圖說明

圖1.是本發明制備的Mo/CIS線表面的SEM圖片；

圖2.是本發明制備的Mo/CIS線表面的EDS譜圖；

圖3.是本發明制備的Mo/CIS線的SEM斷面圖；

圖4.是本發明組裝的CIS太陽能電池的性能測試示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1