[发明专利]基于水平排布纳米线薄膜的柔性异质结太阳能电池阵列及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于水平排布纳米线薄膜的柔性异质结太阳能电池阵列及其制备方法。其包含一层柔性衬底层、太阳能电池阵列、一层柔性封装层，太阳能电池阵列被设置于柔性衬底层和封装层之间且包含矩阵排列的太阳能电池结构单元和铜连接线，太阳能电池结构单元包含p型纳米线薄膜、n型半导体薄膜、钛电极和双层金电极。首先制备钛电极和第一层金电极；然后将p型纳米线薄膜转移至适当位置并制备第二层金电极；接着制备n型半导体薄膜和沉积铜连接线；再然后旋涂柔性衬底层并利用牺牲层刻蚀法完成器件转移；最后旋涂柔性封装层。本发明充分发挥了纳米器件在柔性太阳能电池领域的优势，并解决了其有效面积小的问题。

技术领域：

本发明涉及柔性太阳能电池领域，特别是涉及一种基于水平排布纳米线薄膜的柔性异质结太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

伴随着信息化社会的发展，人与信息的融合成为信息技术的未来发展趋势，柔性电子器件是其中的重要一环。柔性电子技术的概念来源于有机电子学，但有机半导体材料由于本身的特性而无法在强调高性能的现代电子系统中广泛应用。伊利若依大学Rogers和Huang提出基于传统无机半导体薄膜的柔性光电子器件，他们将薄膜分割区域并通过导线连接各个功能部分，此方法虽然实现了器件柔性化，却减少了薄膜的有效面积，因此降低了器件密度。纳米半导体材料具有极高的机械强度，可以在弯折状态下保持其各种性能；单个纳米器件由于其极小的尺寸而可以避免整体器件的宏观形变带来的结构损伤。因此，纳米半导体材料与器件将成为高性能柔性太阳能电池的重要构筑部件。但是目前的各类纳米柔性太阳能电池普遍存在有效面积小的问题。因此，如何通过器件集成增加有效面积成为目前纳米柔性太阳能电池发展面临的的主要问题。

发明内容：

本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于水平排布纳米线薄膜的柔性异质结太阳能电池阵列及其制备方法，旨在获得具有高器件密度和太有效面积的纳米柔性太阳能电池。

为了实现上述目的，本发明提出了一种基于水平排布纳米线薄膜的柔性异质结太阳能电池阵列，其特征在于：包括一层柔性衬底(1)、太阳能电池阵列、一层柔性封装层(8)，所述太阳能电池阵列设置于柔性衬底(1)和柔性封装层(8)之间，所述太阳能电池阵列包含矩阵排列的太阳能电池结构单元和铜连接线(7)，所述矩阵排列的太阳能电池结构单元的数量大于等于每行每列各2个。

作为优选，其特征在于：所述柔性衬底(1)和柔性封装层(8)为PDMS，所述柔性衬底(1)厚度为1000-3000μm，所述柔性封装层(8)厚度为500-1000μm。

作为优选，其特征在于：所述矩阵排列的太阳能电池结构单元的间距为100μm-1000μm，所述铜连接线(7)的厚度为50-200nm，宽度为5-20μm，所述铜连接线(7)包含铜连接线(7-1)、铜连接线(7-2)、铜连接线(7-3)三种类型。

作为优选，其特征在于：所述太阳能电池结构单元为基于水平排布纳米线薄膜的异质结太阳能电池，包括第一层金电极(2)，所述第一层金电极(2)上设有水平排布p型纳米线薄膜(3)，所述水平排布p型纳米线薄膜(3)的一侧覆盖第一层金电极(2)，且该侧之上设有第二层金电极(4)，所述水平排布p型纳米线薄膜(3)的另一侧之下设有n型半导体薄膜(5)，所述n型半导体薄膜(5)一端之上设有钛电极(6)。作为优选，其特征在于：所述矩阵排列的太阳能电池结构单元之间由所述铜连接线(7)按照特定的连接方式组成所述太阳能电池阵列，所述特定的连接方式为每一列上部的太阳能电池结构单元的n型半导体薄膜(5)通过铜连接线(7-1)连接下部的太阳能电池结构单元的钛电极(6)，每一列上部的太阳能电池结构单元的第一层金电极(2)通过铜连接线(7-2)连接下部的太阳能电池结构单元的第一层金电极(2)，所述阵列排布的太阳能电池结构单元中最顶端一行左部的太阳能电池结构单元的第一层金电极(2)通过铜连接线(7-3)连接右部的太阳能电池结构单元的钛电极(6)。