[發(fā)明專利]柔性透明電極及其制備方法與由其制備的柔性太陽(yáng)能電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010085354.6
• 申請(qǐng)日: 2020-02-10
• 公開（公告）號(hào): CN111192965B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李耀文;陳瀟斌;李永舫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/44
• 分類號(hào): H01L51/44;H01L51/42;B82Y10/00;B82Y15/00;B82Y40/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強(qiáng);陶海鋒

本發(fā)明公開了柔性透明電極及其制備方法與由其制備的柔性太陽(yáng)能電池，是一種能夠在低溫下完成、制備簡(jiǎn)易、成本較低以及效率較高的柔性有機(jī)太陽(yáng)能電池，其中，柔性透明電極選擇嵌有銀納米線的塑料基底制備，能夠得到電學(xué)性能更好、附著力更強(qiáng)、機(jī)械性能更好的柔性透明電極。相較于常規(guī)塑料基底，嵌有銀納米線的基底制備的柔性透明電極有更低的面電阻和更高的電導(dǎo)率。并且，在微觀結(jié)構(gòu)上，嵌有銀納米線的柔性基底中的銀納米線能誘導(dǎo)上層旋涂銀納米線分布更均勻，且能與上層旋涂的銀納米線形成結(jié)點(diǎn)，增強(qiáng)上層電極與基底之間的附著力，這也為電極良好的機(jī)械性能提供了保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柔性透明電極，具體涉及一種柔性有機(jī)太陽(yáng)能電池中的新型柔性透明電極及其制備方法，尤其涉及基于嵌有銀納米線的PET塑料基底制備新型柔性透明電極的方法及制備的柔性有機(jī)太陽(yáng)能電池。

背景技術(shù)

柔性電子器件，特別是基于有機(jī)材料的光電器件，是未來(lái)柔性電子器件發(fā)展的一大趨勢(shì)，具有巨大的應(yīng)用前景。但是想要獲得高性能的柔性透明電極是實(shí)現(xiàn)高效柔性有機(jī)光電器件的前提，也是目前該領(lǐng)域的核心難題，關(guān)于如何獲得同時(shí)具有高導(dǎo)電、高透光、低表面粗糙度以及制備方法簡(jiǎn)單、綠色的柔性透明電極，依然是巨大的挑戰(zhàn)。由于缺乏高性能的柔性透明電極，目前柔性有機(jī)光電器件的性能仍大幅度落后于相應(yīng)的剛性器件，柔性透明電極通常采用干法(如蒸鍍)或溶液處理工藝制備。相比于干法制備，溶液處理方法制備具有成本低、可大規(guī)模印刷制備等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展?jié)摿薮?。柔性透明電極的電學(xué)性能及機(jī)械性能對(duì)于太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率起著至關(guān)重要的作用，目前制備柔性透明電極的主要應(yīng)用PET塑料基底，所制備的柔性透明電極對(duì)基底附著力不高，且電學(xué)性能較差；而現(xiàn)有使用的提升柔性透明電極電學(xué)性能和附著力的方法一般都需要較高的工藝和/或較大的能耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新型柔性透明電極制備方法，優(yōu)選利用嵌有銀納米線的PET塑料基底制備新型柔性透明電極有效提高電極電學(xué)性能及機(jī)械性能，所制備的柔性有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率提高，整個(gè)電極制備過(guò)程不需要高溫煅燒，重復(fù)性高，操作方便。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種柔性透明電極，其制備方法包括以下步驟，將金屬納米線旋涂在透明塑料上，再涂固化膠，得到柔性透明基底；在柔性透明基底上制備導(dǎo)電層，得到柔性透明電極。

一種柔性太陽(yáng)能電池，包括柔性透明電極、活性層、空穴傳輸層、頂電極；或者包括柔性透明電極、活性層、電子傳輸層、頂電極；將金屬納米線旋涂在透明塑料上，再涂固化膠，得到柔性透明基底；在柔性透明基底上制備導(dǎo)電層，得到柔性透明電極。

本發(fā)明公開了上述柔性透明電極在制備柔性器件，比如柔性太陽(yáng)能電池、柔性傳感器中的應(yīng)用，比如在制備上述柔性太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用時(shí)，本發(fā)明柔性透明電極為柔性太陽(yáng)能電池電極，與頂電極配合使用。

本發(fā)明采用新的柔性透明電極，具有較低的面電阻（18 Ω/sq）與高透光率（84%），且具有極好的機(jī)械性能，制備成完整柔性有機(jī)太陽(yáng)能電池器件以后表現(xiàn)出極高的光電轉(zhuǎn)化效率，可以達(dá)到剛性器件的性能水平；活性層、空穴傳輸層或者電子傳輸層、頂電極的制備為現(xiàn)有技術(shù)。

本發(fā)明中，優(yōu)選透明塑料包括PET、PEN等可用于柔性太陽(yáng)能電池的基底材料；金屬納米線為銀納米線、金納米線等，優(yōu)選的，銀納米線的長(zhǎng)徑比為60～70﹕1；固化膠為光固化膠，優(yōu)選紫外光固化膠；導(dǎo)電層為金屬納米線、導(dǎo)電聚合物、金屬氧化物中的一種或幾種組成的導(dǎo)電層，優(yōu)選導(dǎo)電層為金屬納米線與金屬氧化物組成的復(fù)合導(dǎo)電層，金屬氧化物優(yōu)選摻雜金屬氧化物，比如鋁摻雜金屬氧化物，金屬納米線優(yōu)選銀納米線。

本發(fā)明將金屬納米線溶液旋涂在透明塑料上，再刮涂固化膠，得到柔性透明基底，比如為嵌有銀納米線（Em-Ag）的PET塑料基底，作為柔性有機(jī)太陽(yáng)能電池的基底，具有優(yōu)異的、基本與PET一致的透光率，在其上再制備導(dǎo)電層形成電極，用于制備柔性透明太陽(yáng)能電池具有優(yōu)異的性能。