[發(fā)明專利]基于水平排布納米線薄膜的柔性異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池陣列及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810429132.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108447925A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張希威;孟丹;胡丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安陽(yáng)師范學(xué)院
• 主分類號(hào): H01L31/0352
• 分類號(hào): H01L31/0352;H01L31/048;H01L31/072;H01L31/05;H01L31/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于水平排布納米線薄膜的柔性異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池陣列及其制備方法。其包含一層柔性襯底層、太陽(yáng)能電池陣列、一層柔性封裝層，太陽(yáng)能電池陣列被設(shè)置于柔性襯底層和封裝層之間且包含矩陣排列的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元和銅連接線，太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元包含p型納米線薄膜、n型半導(dǎo)體薄膜、鈦電極和雙層金電極。首先制備鈦電極和第一層金電極；然后將p型納米線薄膜轉(zhuǎn)移至適當(dāng)位置并制備第二層金電極；接著制備n型半導(dǎo)體薄膜和沉積銅連接線；再然后旋涂柔性襯底層并利用犧牲層刻蝕法完成器件轉(zhuǎn)移；最后旋涂柔性封裝層。本發(fā)明充分發(fā)揮了納米器件在柔性太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，并解決了其有效面積小的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及柔性太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，特別是涉及一種基于水平排布納米線薄膜的柔性異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池及其制備方法。

背景技術(shù)：

伴隨著信息化社會(huì)的發(fā)展，人與信息的融合成為信息技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，柔性電子器件是其中的重要一環(huán)。柔性電子技術(shù)的概念來(lái)源于有機(jī)電子學(xué)，但有機(jī)半導(dǎo)體材料由于本身的特性而無(wú)法在強(qiáng)調(diào)高性能的現(xiàn)代電子系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。伊利若依大學(xué)Rogers和Huang提出基于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)半導(dǎo)體薄膜的柔性光電子器件，他們將薄膜分割區(qū)域并通過(guò)導(dǎo)線連接各個(gè)功能部分，此方法雖然實(shí)現(xiàn)了器件柔性化，卻減少了薄膜的有效面積，因此降低了器件密度。納米半導(dǎo)體材料具有極高的機(jī)械強(qiáng)度，可以在彎折狀態(tài)下保持其各種性能；單個(gè)納米器件由于其極小的尺寸而可以避免整體器件的宏觀形變帶來(lái)的結(jié)構(gòu)損傷。因此，納米半導(dǎo)體材料與器件將成為高性能柔性太陽(yáng)能電池的重要構(gòu)筑部件。但是目前的各類納米柔性太陽(yáng)能電池普遍存在有效面積小的問(wèn)題。因此，如何通過(guò)器件集成增加有效面積成為目前納米柔性太陽(yáng)能電池發(fā)展面臨的的主要問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于水平排布納米線薄膜的柔性異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池陣列及其制備方法，旨在獲得具有高器件密度和太有效面積的納米柔性太陽(yáng)能電池。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種基于水平排布納米線薄膜的柔性異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池陣列，其特征在于：包括一層柔性襯底(1)、太陽(yáng)能電池陣列、一層柔性封裝層(8)，所述太陽(yáng)能電池陣列設(shè)置于柔性襯底(1)和柔性封裝層(8)之間，所述太陽(yáng)能電池陣列包含矩陣排列的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元和銅連接線(7)，所述矩陣排列的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量大于等于每行每列各2個(gè)。

作為優(yōu)選，其特征在于：所述柔性襯底(1)和柔性封裝層(8)為PDMS，所述柔性襯底(1)厚度為1000-3000μm，所述柔性封裝層(8)厚度為500-1000μm。

作為優(yōu)選，其特征在于：所述矩陣排列的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元的間距為100μm-1000μm，所述銅連接線(7)的厚度為50-200nm，寬度為5-20μm，所述銅連接線(7)包含銅連接線(7-1)、銅連接線(7-2)、銅連接線(7-3)三種類型。

作為優(yōu)選，其特征在于：所述太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元為基于水平排布納米線薄膜的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，包括第一層金電極(2)，所述第一層金電極(2)上設(shè)有水平排布p型納米線薄膜(3)，所述水平排布p型納米線薄膜(3)的一側(cè)覆蓋第一層金電極(2)，且該側(cè)之上設(shè)有第二層金電極(4)，所述水平排布p型納米線薄膜(3)的另一側(cè)之下設(shè)有n型半導(dǎo)體薄膜(5)，所述n型半導(dǎo)體薄膜(5)一端之上設(shè)有鈦電極(6)。作為優(yōu)選，其特征在于：所述矩陣排列的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元之間由所述銅連接線(7)按照特定的連接方式組成所述太陽(yáng)能電池陣列，所述特定的連接方式為每一列上部的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元的n型半導(dǎo)體薄膜(5)通過(guò)銅連接線(7-1)連接下部的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元的鈦電極(6)，每一列上部的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元的第一層金電極(2)通過(guò)銅連接線(7-2)連接下部的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元的第一層金電極(2)，所述陣列排布的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元中最頂端一行左部的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元的第一層金電極(2)通過(guò)銅連接線(7-3)連接右部的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)單元的鈦電極(6)。