[發明專利]一種適用于柔性光電器件的柔性透明電極、電池及制備方法

有效

• 申請號: 202011481996.4
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112531119B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王百月;趙志國;秦校軍;趙東明;肖平;董超;熊繼光;劉家梁;劉娜
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44;H01L51/48;H01L51/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

1.一種適用于柔性光電器件的柔性透明電極，其特征在于，包括第一石墨烯層（1021）、第二石墨烯層（1023）以及設置在第一石墨烯層（1021）和第二石墨烯層（1023）之間的MXene層（1022）；所述第一石墨烯層（1021）和第二石墨烯層（1023）為單層石墨烯，所述MXene層（1022）通過旋涂MXene溶液并熱板加熱得到；

所述單層石墨烯通過CVD方法制備，所述熱板加熱溫度為100℃，時間為1小時；

所述MXene層（1022）厚度為5-8nm。

2.一種權利要求1所述的適用于柔性光電器件的柔性透明電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：制備單層石墨烯作為第一石墨烯層（1021）；

步驟2：在第一石墨烯層（1021）上旋涂MXene溶液并熱板加熱，得到MXene層（1022）；

步驟3：在MXene層（1022）上制備單層石墨烯作為第二石墨烯層（1023），然后經過層壓即得到柔性透明電極。

3.根據權利要求2所述的一種適用于柔性光電器件的柔性透明電極的制備方法，其特征在于，步驟1和步驟3中均采用CVD方法制備單層石墨烯，步驟2中熱板加熱溫度為100℃，時間為1小時，層壓條件為：室溫、0.5Gpa和20min。

4.根據權利要求2所述的一種適用于柔性光電器件的柔性透明電極的制備方法，其特征在于，所述MXene層（1022）厚度為5-8nm。

5.一種柔性鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，包括從下至上依次設置的柔性基底（101）、柔性透明電極（102）、第一電荷傳輸層（103）、光活性層（104）、第二電荷傳輸層（105）以及金屬背電極（106）；所述柔性透明電極（102）包括第一石墨烯層（1021）、第二石墨烯層（1023）以及設置在第一石墨烯層（1021）和第二石墨烯層（1023）之間的MXene層（1022）；所述第一石墨烯層（1021）和第二石墨烯層（1023）為單層石墨烯，所述MXene層（1022）通過旋涂MXene溶液并熱板加熱得到；

所述單層石墨烯通過CVD方法制備，所述熱板加熱溫度為100℃，時間為1小時；

所述MXene層（1022）厚度為5-8nm。

6.一種權利要求5所述的柔性鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：取PET基底，將基底表面依次分別使用去離子水、丙酮和異丙醇超聲處理，氮氣流吹干，得到柔性基底（101）；

步驟2：在柔性基底（101）上采用CVD方法制備單層石墨烯，形成第一石墨烯層（1021），然后在第一石墨烯層（1021）上旋涂MXene溶液，并熱板加熱，形成MXene層（1022），在MXene層（1022）上采用CVD方法制備單層石墨烯，形成第二石墨烯層（1023），所述第一石墨烯層（1021）、MXene層（1022）和第二石墨烯層（1023）經過層壓即得到柔性透明電極（102）；

步驟3：在柔性透明電極（102）上旋涂NiOx墨汁，熱板加熱，作為第一電荷傳輸層（103）；

步驟4：在第一電荷傳輸層（103）上制備光活性層（104），所述光活性層（104）采用有機-無機雜化金屬鹵鈣鈦礦材料；

步驟5：采用蒸鍍方式在光活性層（104）上制備C₆₀/BCP作為第二電荷傳輸層（105）；

步驟6：采用蒸鍍方式在第二電荷傳輸層（105）上制備Ag層作為金屬背電極（106）。

7.根據權利要求6所述的一種柔性鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟2中熱板加熱溫度為100℃，時間為1小時；步驟3中熱板加熱溫度為100℃，時間為1h，層壓條件為：室溫、0.5Gpa和20min。

8.根據權利要求6所述的一種柔性鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟2中MXene層（1022）厚度為5-8nm；步驟3中第一電荷傳輸層（103）厚度為35nm，步驟4中光活性層（104）厚度為700-800nm，步驟5中C₆₀厚度為45nm，BCP厚度為8nm，步驟6中金屬背電極（106）厚度為80-100nm。