[发明专利]一种柔性聚合物太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种柔性聚合物太阳能电池的制备方法。

背景技术

柔性聚合物薄膜太阳能电池具有重量轻，成本低，制备工艺简单，易弯曲等优点，因此基于柔性基底的聚合物薄膜太阳能电池可以广泛的应用于衣服，帐篷，柔性充电器以及各种柔性基底上。性能优良的柔性电极是实现高效柔性聚合物太阳能电池的基础。

目前最常用的电极是铟硒氧化物（ITO）电极，该电极具有较高的透过率和低的电阻率，基于ITO玻璃电极的聚合物太阳能电池能量转换效率已经超过8%（Nature Materials 2011，10,296）。但是ITO并不是理想的柔性电极。首先，由于它较脆的性质，导致其受力弯曲时面电阻增大；其次，由于铟元素稀有，使得ITO的制备成本逐年增加；再次，多数ITO电极要在高基底温度下采用溅射方法制备，所以很难与塑料柔性基底兼容。

目前，文献报道的柔性聚合物太阳能电池主要是制备于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）柔性基底上，该基底在150℃以上会发生严重形变，不利于柔性器件的制备。

发明内容

本发明为了解决现有技术中柔性聚合物太阳能电池的制备方法中，基底在150℃以上会发生严重形变，不利于柔性器件制备的技术问题，提供一种超薄、高效、实用的，柔性聚合物薄膜太阳能电池的制备方法。

本发明的柔性聚合物薄膜太阳能电池的制备方法的技术方案具体如下：

一种柔性聚合物薄膜太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤i、在具有光滑表面的平面基板上制备的柔性基底；

步骤ii、在带有柔性基底的基板与条状掩模板上，蒸发得到无铟透明导电阳极层；所述柔性基底的材料为玻璃化转变温度大于等于150摄氏度的透明塑料材料；

步骤iii、在所述无铟透明导电阳极层上形成光敏层；

步骤iv、在所述光敏层上方蒸发得到阴极修饰层和阴极层；

步骤v、将带有无铟透明导电阳极层，光敏层，阴极修饰层，及阴极层的柔性基底从基板上剥离下来。

上述技术方案中，在步骤ii中，在蒸发得到无铟透明导电阳极层之前，还要先蒸发一层附着力及光学修饰层。

上述技术方案中，所述附着力及光学修饰层的厚度为10-100纳米。

上述技术方案中，所述附着力及光学修饰层为一种、两种或三种透明金属氧化物的混合。

上述技术方案中，两种透明金属氧化物混合时，每一种透明金属氧化物的混合比例为10-90%；

三种透明金属氧化物混合时，每一种透明金属氧化物的混合比例为10-80%。

上述技术方案中，所述透明金属氧化物包括SiO₂，Al₂O₃，和Ta₂O₅。

上述技术方案中，所述步骤ii中，无铟透明导电阳极为介质/金属/介质结构的多层透明导电薄膜。

上述技术方案中，所述多层透明导电薄膜的结构为WO₃/Ag/WO₃或MoO₃/Ag/MoO₃或Ta₂O₅/Ag/Ta₂O₅或Sb₂O₃/Ag/Sb₂O₃。

上述技术方案中，在步骤i中，所述基板为玻璃，石英或者硅片。

上述技术方案中，在步骤ii中，所述柔性基底为聚酰亚胺（PI）或聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）。

上述技术方案中，在步骤i中，所述柔性基底的厚度为1-300微米。

上述技术方案中，在步骤ii中，所述无铟透明导电阳极层的厚度为50-200纳米。

上述技术方案中，在步骤ii中，所述光敏层的厚度为80-150纳米。

上述技术方案中，在步骤iv中，所述阴极修饰层的厚度为0.5-2纳米。

上述技术方案中，在步骤iv中，所述阴极层的厚度为20-100纳米。

本发明的柔性聚合物太阳能电池的制备方法具有以下的有益效果：