[發明專利]一種石墨烯太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201610063891.4
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105513812B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 白德旭
• 申請（專利權）人: 白德旭
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種石墨烯太陽能電池，所述石墨烯太陽能電池的光陽極包括第一電極層(302)、納米晶膜以及設置在納米晶膜表面的染料層(301)，其特征在于，所述納米晶膜是由石墨烯層(102)包覆的半導體納米線芯(101)組成的復合薄膜，所述納米線芯(101)水平設置在預置有(002)織構的所述第一電極層(302)表面，通過沉積掩模(500)在所述納米線芯(101)外層沉積形成所述石墨烯層(102)，

所述納米線芯(101)具有圓形橫截面以及300～500納米的縱向長度，所述納米晶膜中具有多個縱軸平行排列的且由石墨烯包覆的所述納米線芯(101)，其中，

所述納米晶膜中包括多個平行排列的且由石墨烯包覆的半導體納米線，納米線包括經彼此退火的多個納米線芯，并且多個所述納米線芯經退火步驟后施加石墨烯層的外殼，多個半導體納米線(100)以與電極層水平方向垂直設置以使所述石墨烯層與電極層保持豎直方向垂直，

所述納米線芯(101)的縱軸與太陽光束的方向垂直定向，使得石墨烯層保持與太陽光束方向基本平行的定向，

所述第一電極層(302)是網格柵電極層，網格柵電極的厚度為0.01μm～10μm，所述網格柵電極的開孔率為50％～99％。

2.如權利要求1所述的石墨烯太陽能電池，其特征在于，所述納米線芯(101)的所述石墨烯層的層數為1層～43層。

3.如權利要求2所述的石墨烯太陽能電池，其特征在于，所述納米線芯(101)的圓形橫截面的直徑尺寸不超過100納米。

4.如權利要求1至3之一所述的石墨烯太陽電池，其特征在于，所述染料層(301)包括染料敏化劑；所述第一電極層(302)包括導電層，所述導電層是銦摻雜的氧化錫、氟摻雜的氧化錫、銻摻雜的氧化錫、氧化鋅、氧化鎵摻雜的氧化鋅和氧化鋁摻雜的氧化鋅中的一種或兩種以上的導電金屬氧化物。

5.一種石墨烯太陽能電池模塊，其特征在于，所述石墨烯太陽能模塊包括具有彈性的第一樹脂基底(1a)和第二樹脂基底(1b)以及至少3個權利要求1至4之一所述的石墨烯太陽能電池，并且所述至少3個石墨烯太陽能電池設置于所述第一樹脂基底(1a)和所述第二樹脂基底(1b)之間，

其中，在相鄰的兩個石墨烯太陽能電池之間設置有固定件(403)，所述固定件(403)用于從所述第一樹脂基底(1a)的外側滲入所述第二樹脂基底(1b)的外側，其中，

將三個石墨烯太陽能電池自右向左分別稱為第一電池、第二電池和第三電池，所述第一電池的第一電極層延長至第一電池與第二電池之間的連接部，所述第二電池的第二電極層向第一電池方向延長至第一電池與第二電池之間的連接部并與第一電池的第一電極層的延長部分相接觸，

所述固定件(403)在第一電池和第二電池之間的連接部通過第一樹脂基底(1a)外側穿過第一電池的第一電極層(302)、第二電池的第二電極層(402)滲入到第二樹脂基底(1b)的外側，從而將第一電池和第二電池實現電連接，同時，第二電池的第一電極層延長至第二電池與第三電池之間的連接部

(A)，第三電池的第二電極層延伸至第二電池與第三電池之間的連接部(A)并與第二電池的第一電極層的延長部分相接觸，利用固定件在第二電池與第三電池之間的連接部(A)通過第一樹脂基底(1a)的外側穿過第二電池的第一電極層(302)、第三電池的第二電極層(402)滲入到第二樹脂基底(1b)，從而實現第二電池與第三電池之間的電連接和固定，

基于所述第一電池、第二電池和第三電池的連接方式，依次連接多個石墨烯太陽能電池。

6.如權利要求5所述的石墨烯太陽能模塊，其特征在于，所述石墨烯太陽能電池的第一電極層(302)設置于所述第一樹脂基底(1a)的一個表面上，所述石墨烯太陽能電池的第二電極層(402)設置在所述第二樹脂基底(1b)的一個表面上。