[發明專利]一種柔性太陽能電池的制備方法

在審

• 申請號: 201710134716.4
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106910829A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 郭志超;張麗偉;程素君;申建芳
• 申請（專利權）人: 新鄉學院
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/44
• 代理公司: 新鄉市平原專利有限責任公司41107
• 代理人: 于兆惠

技術領域

本發明屬于太陽能電池的制備技術領域，具體涉及一種柔性太陽能電池的制備方法。

背景技術

隨著社會不斷進步和經濟的發展對能源的需求，能源問題是制約經濟可持續發展和社會進步的重要問題，世界各國都在尋求緩解甚至解決能源問題的方法。開發利用可再生清潔能源備受關注，是解決能源問題、實現社會經濟可持續發展的關鍵。我國高度重視可再生能源的研究與開發。2015年3月16日，國家發展和改革委員會、財政部、科技部等23個部委召開了針對戰略性新興產業發展的部際聯席會議。新能源產業和新能源汽車產業等己成為我國重點培育的戰略新興產業。國家經貿委制定了新能源和可再生能源產業發展的“十五”規劃，并制定頒布了《中華人民共和國可再生能源法》，重點發展太陽能光熱利用、風力發電、生物質能高效利用和地熱能的利用。太陽能資源是特別優越的清潔可再生能源，對其開發利用以太陽能電池為代表。

相比于世界上太陽能電池的開發利用，我國的發展起步比較晚，然而近十年來我國太陽能能電池研究開發利用上成就斐然。有代表性的幾家研究機構對太陽能的研究上達到了世界前列，2006年中科院化學研究所李永舫課組制備太陽能電池器件能量轉換效率達到3.18%，2009年華南理工大學曹鋪研究小組制備的太陽能電池能量轉換效率達到5.4%，是當時國際先進水平，2011年，曹鋪和侯劍輝小組合作在二維共扼聚合物太陽能材料體系中的研究取得了突破性的進展，在聚合物PBDTTT的基礎上引入唆吩共扼支鏈，得到器件能量轉換效率為7.59%，為當時報道的聚合物太陽能電池最高效率之一，2012年，該小組利用PEN修飾ITO電極制備反向太陽能電池，能量轉換效率突破9%。太陽能電池也在不斷發展進步，更新換代，近幾年科研人員研發的鈣鈦礦型太陽能電池又大大提高了效率，帶來了太陽能電池開發利用的新進展和新記錄。

隨著電子產品、家用電器及精密儀器儀表的智能化的發展，并且隨著便攜式電子設備和可穿戴器件對供電需求的増加，發展可彎折的柔性太陽能電池器件，可以提高使用方便性、布置的靈活性，能夠用在任意折疊的智能顯示器，將有利于電子產品的革命性發展。針對這方面的研究據報道的國內外有突破的團隊有：2010年美國密蘇里大學工程學院Patrick Pinhero為首的研究團隊在實驗室開發一種柔性太陽能電池薄膜，85%的可見光線被吸收，理論上可以捕獲超過90%的可用光。2016年3月中國科學技術大學熊宇杰課題組創造性地將具有近紅外光吸收性能的銀納米片與硅納米線集成在一起，構筑了兩種不同的光伏器件，近紅外光區光電轉換效率提高了59%。發展高效柔性太陽能電池十分迫切與可行。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種新型高效柔性太陽能電池的制備方法，有效解決了TiO₂與基底電極匹配結合不緊密的問題，基底Ti金屬片所作塊狀太陽能電池板有較好的機械強度和柔韌性。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于具體步驟為：

（1）基底Ti/TiO₂氧化納米層的制備，將0.2mm厚的Ti金屬片剪切后放入丙酮中超聲清洗15min，再將超聲清洗后的Ti金屬片于500℃隔絕空氣退火3h，將退火處理后的Ti金屬片在配制的含有NH₄F、H₂O和HF的乙二醇溶液中進行陽極氧化，鈦金屬片作陽極，鉑金屬片作陰極，陽極氧化后的鈦板在空氣中于450℃鍛燒3h；

（2）CH₃NH₃PbI₃型鈣鈦礦吸收層的制備，將PbI₂和CH₃NH₃I粉末以摩爾比1:1混合溶解于N,N-二甲基甲酰胺中配制成CH₃NH₃PbI₃前驅液，于70℃用磁力攪拌器攪拌至完全溶解，將基底片清洗后干燥，取CH₃NH₃PbI₃前驅液在基底片上旋涂，再于115℃退火處理30min；