[发明专利]纳米有机-无机复合光伏材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能光伏领域，涉及一种光伏材料的组合物，具体是涉及一种用于柔性太阳能电池的纳米有机-无机复合光伏材料及其制备方法。

背景技术

利用太阳能进行光热、光电转换，开发太阳能电池成为解决世界范围内的能源危机和环境污染的重要途径。现在产业化的太阳能电池以Si系、CIGS等化合物太阳能电池为主，但Si系太阳能电池制备工艺复杂、污染严重，对于其它化合物太阳能电池，铟和硒都是比较稀有的元素、镉有剧毒。因此，这类电池发展又必然受到限制。正因为如此，近年来，出于对环境污染等问题的考虑，我们有必要开发新的半导体太阳能电池。

柔性太阳能电池是世界太阳能产业的新兴技术，是一种薄膜太阳能电池，而且技术先进、性能优良、成本低廉、用途广泛。可以应用于太阳能背包、太阳能敞篷、太阳能手电筒、太阳能汽车、太阳能帆船甚至太阳能飞机上。柔性太阳能电池的一个重要应用领域是BIPV（Building Integrated Photovoltaic，光伏建筑一体化），它可以集成在窗户或屋顶、外墙或内墙上。柔性太阳能电池还有如下独特的应用优势：1、柔软；2、尺寸随意；3、轻薄；4、安全；5、环保。因此，开发一种新型的柔性太阳能电池具有很好的实际应用价值，对于解决世界能源危机及全球环境污染问题，将起到很好的促进作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于柔性太阳能电池的纳米有机-无机复合光伏材料，以解决目前市场上太阳能电池成本高、污染严重等问题，

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种纳米有机-无机复合光伏材料，它包括如下重量百分比的组分：

PVB树脂         6%～10%；

无水乙醇        65%～80%；

SnS             10%～25%；

SnO₂            0%～10%；

KH550硅烷偶联剂 1%～2%。

优选包含如下重量百分比的组分：

PVB树脂         7%～10%；

无水乙醇        67%～73%；

SnS             12%～21%；

SnO₂            0%～10%；

KH550硅烷偶联剂 1%～1.5%。

其中，所述的SnS可直接购自于市场，或者采用溶剂热法自行合成，以硫脲作为硫源，二水合氯化亚锡为锡源，以乙二醇和无水乙醇的混合溶剂作为载体，采用混合溶剂热法在高压釜中制备SnS。锡硫摩尔比为1:1.2，反应时间14h，反应温度为190℃，添加0.5gPEG下制备出的SnS。

其中，所述的SnO₂可直接购自于市场，或者采用溶胶-凝胶法自行制备，在SnCl₄反应浓度0.2mol/L，反应温度70℃，焙烧温度500℃条件下，采用醇洗法制得SnO₂粉体。Sn⁴⁺与氨水反应生成前驱体Sn(OH)₄，溶胶经老化，抽滤洗涤后，干燥得到干凝胶，经过焙烧制得SnO₂粉体。

上述纳米有机-无机复合光伏材料的制备方法，将配方量的PVB树脂、无水乙醇、SnS、SnO₂和KH550硅烷偶联剂加入到反应釜中，在反应釜中溶解、搅拌均匀后，即得。

上述纳米有机-无机复合光伏材料的使用方法，将纳米有机-无机复合光伏材料油墨直接喷涂在铝箔表面，80℃下干燥12h。

发明采用的半导体材料基体是SnS，然后再共混一种SnO₂半导体材料，来达到改善体系导电率与光吸收效率。SnS是一种重要的ΙV-VΙ族化合物半导体材料，其光学直接带隙和间接带隙宽度分别为1.2~1.5eV和1.0~1.leV，与太阳辐射有很好的光谱匹配，其有无毒环保、低成本和高达25％的理论转换效率等特点，非常适合作为太阳能电池中的光吸收层。SnO₂薄膜是光电性能优良的半导体材料，禁带宽度3.5~4.0eV，有高的透光率，同时SnO₂薄膜的膜强度较好，具有优良的稳定性。

本发明的优点在于：

1、配置成的均匀的半导体油墨方便成型，应用广泛；

2、生产无需大型设备，只要有类似报纸印刷的印刷机，降低了生产成本。

具体实施方式