[发明专利]一种柔性太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池的制备技术领域，具体涉及一种柔性太阳能电池的制备方法。

背景技术

随着社会不断进步和经济的发展对能源的需求，能源问题是制约经济可持续发展和社会进步的重要问题，世界各国都在寻求缓解甚至解决能源问题的方法。开发利用可再生清洁能源备受关注，是解决能源问题、实现社会经济可持续发展的关键。我国高度重视可再生能源的研究与开发。2015年3月16日，国家发展和改革委员会、财政部、科技部等23个部委召开了针对战略性新兴产业发展的部际联席会议。新能源产业和新能源汽车产业等己成为我国重点培育的战略新兴产业。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划，并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。太阳能资源是特别优越的清洁可再生能源，对其开发利用以太阳能电池为代表。

相比于世界上太阳能电池的开发利用，我国的发展起步比较晚，然而近十年来我国太阳能能电池研究开发利用上成就斐然。有代表性的几家研究机构对太阳能的研究上达到了世界前列，2006年中科院化学研究所李永舫课组制备太阳能电池器件能量转换效率达到3.18%，2009年华南理工大学曹铺研究小组制备的太阳能电池能量转换效率达到5.4%，是当时国际先进水平，2011年，曹铺和侯剑辉小组合作在二维共扼聚合物太阳能材料体系中的研究取得了突破性的进展，在聚合物PBDTTT的基础上引入唆吩共扼支链，得到器件能量转换效率为7.59%，为当时报道的聚合物太阳能电池最高效率之一，2012年，该小组利用PEN修饰ITO电极制备反向太阳能电池，能量转换效率突破9%。太阳能电池也在不断发展进步，更新换代，近几年科研人员研发的钙钛矿型太阳能电池又大大提高了效率，带来了太阳能电池开发利用的新进展和新记录。

随着电子产品、家用电器及精密仪器仪表的智能化的发展，并且随着便携式电子设备和可穿戴器件对供电需求的増加，发展可弯折的柔性太阳能电池器件，可以提高使用方便性、布置的灵活性，能够用在任意折叠的智能显示器，将有利于电子产品的革命性发展。针对这方面的研究据报道的国内外有突破的团队有：2010年美国密苏里大学工程学院Patrick Pinhero为首的研究团队在实验室开发一种柔性太阳能电池薄膜，85%的可见光线被吸收，理论上可以捕获超过90%的可用光。2016年3月中国科学技术大学熊宇杰课题组创造性地将具有近红外光吸收性能的银纳米片与硅纳米线集成在一起，构筑了两种不同的光伏器件，近红外光区光电转换效率提高了59%。发展高效柔性太阳能电池十分迫切与可行。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种新型高效柔性太阳能电池的制备方法，有效解决了TiO₂与基底电极匹配结合不紧密的问题，基底Ti金属片所作块状太阳能电池板有较好的机械强度和柔韧性。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于具体步骤为：

（1）基底Ti/TiO₂氧化纳米层的制备，将0.2mm厚的Ti金属片剪切后放入丙酮中超声清洗15min，再将超声清洗后的Ti金属片于500℃隔绝空气退火3h，将退火处理后的Ti金属片在配制的含有NH₄F、H₂O和HF的乙二醇溶液中进行阳极氧化，钛金属片作阳极，铂金属片作阴极，阳极氧化后的钛板在空气中于450℃锻烧3h；

（2）CH₃NH₃PbI₃型钙钛矿吸收层的制备，将PbI₂和CH₃NH₃I粉末以摩尔比1:1混合溶解于N,N-二甲基甲酰胺中配制成CH₃NH₃PbI₃前驱液，于70℃用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，将基底片清洗后干燥，取CH₃NH₃PbI₃前驱液在基底片上旋涂，再于115℃退火处理30min；