[發明專利]一種平鋪式殼芯結構鈣鈦礦納米線的芯層及其太陽能電池制作方法

有效

• 申請號: 202010064858.X
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111416044B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 符春林;張仕龍;程麗;伍勝蘭
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: H10K71/12
• 分類號: H10K71/12;H10K30/10;H10K85/50
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 鄭勇

本發明公開了一種平鋪式殼芯結構鈣鈦礦納米線的芯層及其太陽能電池制作方法，太陽光無須從側面入射而可以直接從電池的正面入射，從而提高器件效率，這將使得其十分適合于智能穿戴等領域。芯層制作方法包括以下步驟：a、準備襯底、模板；b、采用電子束曝光法在模板上刻蝕出平鋪式凹槽陣列；c、將模板凹槽向下，并和襯底粘合固定在一起，凹槽與襯底之間形成芯層的容納空間，再放入芯層溶膠中浸泡，直至芯層溶膠充滿所述容納空間；d、經烘干、退火后，形成平鋪陣列式的芯層。電池的制作方法包括以下步驟：S1、在襯底的一端設置第一電極；S2、在襯底上制備芯層；S3、在芯層上制備殼層；S4、在襯底的另一端設置第二電極。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，特別是涉及一種太陽能電池的制作方法及模板法制備芯層的方法。

背景技術

以鈣鈦礦材料為殼，傳輸材料為芯層的納米線用于太陽能電池有望獲得高光電轉換效率。目前，傳統的殼芯結構納米線陣列均為直立狀結構，若將以鈣鈦礦材料為吸光層的殼芯結構鈣鈦礦納米線陣列應用于太陽能電池，則太陽光需從電池的側面入射，影響器件的使用性能。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種太陽能電池的制作方法及模板法制備芯層的方法，太陽光無須從側面入射而可以直接從電池的正面入射，從而提高器件效率，這將使得其十分適合于智能穿戴等領域。

本發明的目的是這樣實現的：

一種平鋪式殼芯結構鈣鈦礦納米線的芯層制作方法，包括以下步驟：

a、準備襯底、模板；

b、采用電子束曝光法在模板上刻蝕出平鋪式凹槽陣列；

c、將模板凹槽向下，并和襯底粘合固定在一起，凹槽與襯底之間形成芯層的容納空間，再放入芯層溶膠中浸泡，直至芯層溶膠充滿所述容納空間；

d、經烘干、退火后，形成平鋪陣列式的芯層。

一種平鋪式殼芯結構鈣鈦礦納米線太陽能電池的制作方法，包括以下步驟：

S1、在襯底的一端設置第一電極；

S2、在襯底上制備芯層；

S3、在芯層上制備殼層；

S4、在襯底的另一端設置第二電極。

優選地，所述襯底、芯層的親疏水性相反，步驟S3包括：

S31、向鈣鈦礦溶膠中加入溶劑，配制出殼層溶膠，所述溶劑的親疏水性與芯層的親疏水性相同；

S32、將具有芯層的襯底放入殼層溶膠中浸泡，經烘干、退火后，構筑出殼芯結構納米線陣列。

優選地，步驟S32中，具有芯層的襯底背向第一電極的一端放入殼層溶膠中浸泡，殼層溶膠的液面與第一電極之間留有間距。

由于采用了上述技術方案，平鋪式殼芯結構鈣鈦礦納米線太陽能電池具有如下有益效果：

(1)減反射，聚光能力強；

(2)體積小，利于器件的小型化；

(3)柔性好，適于制備柔性器件；

(4)易單晶化，可降低電子-空穴復合率；

(5)更適于輸運載流子，增大載流子擴散強度及壽命等。

由于納米線具有這些優勢，將其應用于太陽能電池中有望獲得高光電轉換效率；且由于它同時具有柔性及小型化的優點，使其適用于智能穿戴設備。而考慮到智能穿戴設備的一個正常使用情況，需要太陽光從其正面入射，因此，平鋪狀的殼芯結構鈣鈦礦納米線陣列型太陽能電池可滿足智能穿戴設備等柔性器件的用電需求，為其發展奠定基礎。