[实用新型]一种使用金属透明电极的太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型属于薄膜太阳能电池器件的设计和制备技术领域，特别涉及一种使用金属透明电极的太阳能电池。

背景技术

随着化石能源的日益枯竭和其使用所带来的高昂的环境成本，可再生清洁能源的开发和利用受到广泛的关注。太阳能光伏发电技术和产品在全球范围内得到了高速增长，成为最具潜力的清洁能源。近年来发现的钙钛矿型太阳能电池由于高转换效率、低成本、环境友善、可挠式产品化等优点备受关注。

透明电极是钙钛矿型太阳能电池结构中的关键部分之一，起到将太阳电池产生的光电流传导到外电路的作用。透明电极需要具有以下特性：高导电性、高透光率以及产业化需要的柔性(可挠性)；此外，在大规模生产的要求下，还需要具有低成本、易合成、适合大规模制备等特点。目前常用的透明电极为FTO(掺氟氧化锡)、ITO(氧化铟锡)、AZO(掺铝氧化锌)等，这类金属氧化物半导体类的透明电极除了具备90％左右较高透光率的优势之外，其导电性、可挠性均较差；此外其生产大多需要使用磁控溅射、原子沉积、激光沉积、化学气相沉积、分子束外延等高耗能的制备方法和相应设备，成本高，制备条件苛刻。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种使用金属透明电极的太阳能电池，采用具有高透光性的金属纳米线网状导电薄膜作为金属透明电极层，其导电性、透光率及可挠性大大优于前述的半导体金属氧化物。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种使用金属透明电极的太阳能电池，包括：

金属对电极层112；

金属透明电极层102；

以及，位于金属对电极层112和金属透明电极层102之间的活性钙钛矿层108。

所述金属对电极层112的厚度为10-200nm，所述金属透明电极层102厚度为10-1000nm，所述活性钙钛矿层108厚度为100-3000nm。

所述金属对电极层112与活性钙钛矿层108之间设置有电子传输层106，所述金属透明电极层102与活性钙钛矿层108之间设置有空穴传输层110。

所述金属对电极层112与活性钙钛矿层108之间设置有空穴传输层110，所述金属透明电极层102与活性钙钛矿层108之间设置有电子传输层106或多孔支架层。

所述电子传输层106厚度为100-2000nm，所述空穴传输层110厚度为100-1000nm。

所述电子传输层106或多孔支架层与金属透明电极层102之间设置有半导体致密层104。所述半导体致密层104厚度为20-150nm。

所述金属透明电极层102为金属纳米线网状导电薄膜，金属为Cu、Fe、Ni、Ag、Au或Pt，纳米线直径为10-100nm，纳米线长径比为1000:1以上。进一步地可具有10000:1等更高的长径比以确保其具备较好的透光性能和一定的导电性能。

所述金属纳米线呈无规则网状结构。

与现有技术相比，本实用新型采用具有高透光性的金属纳米线网状导电薄膜作为金属透明电极层，其导电性、透光率及可挠性大大优于前述的半导体金属氧化物。该薄膜可以采用光刻、纳米刻蚀、原子沉积、气相沉积、磁控溅射、热蒸发、溶液合成等方法进行制备。特别的，采用溶液方法制备的直径为10-100nm的金属纳米线特别易于大规模、低成本地进行合成，同时利用卷对卷制备技术，如狭缝涂布、刮刀涂布、丝网印刷、凹版印刷、喷墨涂布、喷墨印刷等进行大规模生产。

附图说明

图1是本实用新型实施例二的结构示意图。

图2是本实用新型实施例三的结构示意图。

图3是本实用新型金属透明电极的微观结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。

实施例一

一种使用金属透明电极的太阳能电池，包括：金属对电极层112、金属透明电极层102以及位于金属对电极层112和金属透明电极层102之间的活性钙钛矿层108。