[发明专利]硒铁钕钨四元复合太阳能电池的制备方法

说明书

本发明属于可穿戴电子技术领域，具体为一种硒铁钕钨四元复合太阳能电池的制备方法。本发明提出的方法是将镀银亚麻纤维表面改性、包覆聚苯胺层、原位掺杂、涂布硒铁钕钨四元复合物、丝网印刷银电极，制备得到硒铁钕钨四元复合太阳能电池。该太阳能电池的初始光电转换效率高于19.7%，反复折叠一千次后的光电转换效率高于19.4%。

技术领域

本发明属于可穿戴电子技术领域，具体为一种硒铁钕钨四元复合太阳能电池的制备方法。

背景技术

将光伏器件应用到可穿戴领域，尤其是集成到衣服等织物上，可以持续地为可穿戴器件提供能量。相比于其他能源系统，织物型光伏器件最大的优势在于，可以将衣服本身作为供能平台，为可穿戴器件提供源源不断的清洁能源。问题在于：由于超薄盖板和基底材料较低的气体阻碍性能，导致织物型光伏器件很难同时满足以上三个条件。尤其是对水、空气的环境稳定性与可拉伸的柔韧性等力学稳定性之间的矛盾，难以平衡。

中物院成都科学技术发展中心公开了一种柔性太阳能电池及其制备方法，同时公开了一种柔性太阳电池扩散阻挡层。本发明的柔性太阳电池，包括柔性基底和在柔性基底上依次形成的扩散阻挡层、第一电极层、吸收层、缓冲层、第二电极层、减反层和表面电极层，扩散阻挡层为三层或三层以上结构，扩散阻挡层的每一层任选由以下组制成：铝、钼、钛、镍、铜、锆、铌、铬、钌、铑、钯、钽、钨、铱、锇、铂、金或银，或它们的合金；或硅的氮化物、氧化物或碳化物；或氮化钛、氮化钽、氮化钨或氮化锆。本发明的柔性太阳电池，扩散阻挡层能有效阻挡基底杂质元素进入吸收层，显著增加扩散阻挡层与基底、第一电极层的结合力（CN105226118A）。

奇瑞汽车股份有限公司发明了一种柔性太阳能电池及其制备方法，包括柔性太阳能p-i-n层（1）和金属薄层（3），柔性太阳能p-i-n层（1）与金属薄层（3）之间设置金属栅线（2），在柔性太阳能p-i-n层（1）、金属栅线（2）、金属薄层（3）的外周均匀包裹柔性透明保护材料（6），且金属薄层（3）的外侧表面裸露于外部。透明保护材料（6）的材质主要为FTO导电玻璃或ITO导电玻璃。柔性透明保护材料（6）裹覆在太阳能电池主体外部，不仅能够为其提供有效支撑，而且相对于了金属材料或者有机材料的支撑，显著提高了柔性太阳能电池的柔韧性与透光性，使柔性太阳能电池具有高透光性的同时，还具有任意弯曲、重复折叠的优异性能（CN103413855A）。

闫敏楠等以紫外臭氧处理超薄Ag复合MoO₃或PEDOT∶PSS修饰ITO电极的高效柔性有机太阳能电池。通过优化紫外臭氧处理Ag薄膜的时间,提高了以P3HT∶PCBM为有源层的器件的功率转换效率,从1.68%（未经过紫外臭氧处理）提高到2.57%（紫外臭氧处理Ag 1min）。提高的原因推测是紫外臭氧处理形成了AgOx薄膜,提高了电荷提取并使器件具有高光学透明度、低串联电阻和优异的表面功函数等一些性能。并且,紫外臭氧处理Ag薄膜与MoO3或者PEDOT∶PSS复合修饰ITO的器件效率分别得到提高,Ag薄膜与MoO3复合修饰ITO的器件效率从2.02%（PET/ITO/MoO3）提高到2.97%（PET/ITO/AgO x/MoO3）,Ag薄膜与PEDOT∶PSS复合修饰ITO的器件效率从2.01%（PET/ITO/PEDOT∶PSS）提高到2.93%（PET/ITO/AgO x/PEDOT∶PSS）。此外,以PBDTTT-EFT∶PC71BM为有源层的柔性聚合物太阳能电池效率可达6.21%。基于ITO的柔性光电器件效率的提高主要归于ITO被Ag/PEDOT∶PSS或Ag/MoO3修饰后功函数的提高（发光学报，2017，7：882-890）。