[发明专利]一种平铺式壳芯结构钙钛矿纳米线的芯层及其太阳能电池制作方法

说明书

本发明公开了一种平铺式壳芯结构钙钛矿纳米线的芯层及其太阳能电池制作方法，太阳光无须从侧面入射而可以直接从电池的正面入射，从而提高器件效率，这将使得其十分适合于智能穿戴等领域。芯层制作方法包括以下步骤：a、准备衬底、模板；b、采用电子束曝光法在模板上刻蚀出平铺式凹槽阵列；c、将模板凹槽向下，并和衬底粘合固定在一起，凹槽与衬底之间形成芯层的容纳空间，再放入芯层溶胶中浸泡，直至芯层溶胶充满所述容纳空间；d、经烘干、退火后，形成平铺阵列式的芯层。电池的制作方法包括以下步骤：S1、在衬底的一端设置第一电极；S2、在衬底上制备芯层；S3、在芯层上制备壳层；S4、在衬底的另一端设置第二电极。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种太阳能电池的制作方法及模板法制备芯层的方法。

背景技术

以钙钛矿材料为壳，传输材料为芯层的纳米线用于太阳能电池有望获得高光电转换效率。目前，传统的壳芯结构纳米线阵列均为直立状结构，若将以钙钛矿材料为吸光层的壳芯结构钙钛矿纳米线阵列应用于太阳能电池，则太阳光需从电池的侧面入射，影响器件的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种太阳能电池的制作方法及模板法制备芯层的方法，太阳光无须从侧面入射而可以直接从电池的正面入射，从而提高器件效率，这将使得其十分适合于智能穿戴等领域。

本发明的目的是这样实现的：

一种平铺式壳芯结构钙钛矿纳米线的芯层制作方法，包括以下步骤：

a、准备衬底、模板；

b、采用电子束曝光法在模板上刻蚀出平铺式凹槽阵列；

c、将模板凹槽向下，并和衬底粘合固定在一起，凹槽与衬底之间形成芯层的容纳空间，再放入芯层溶胶中浸泡，直至芯层溶胶充满所述容纳空间；

d、经烘干、退火后，形成平铺阵列式的芯层。

一种平铺式壳芯结构钙钛矿纳米线太阳能电池的制作方法，包括以下步骤：

S1、在衬底的一端设置第一电极；

S2、在衬底上制备芯层；

S3、在芯层上制备壳层；

S4、在衬底的另一端设置第二电极。

优选地，所述衬底、芯层的亲疏水性相反，步骤S3包括：

S31、向钙钛矿溶胶中加入溶剂，配制出壳层溶胶，所述溶剂的亲疏水性与芯层的亲疏水性相同；

S32、将具有芯层的衬底放入壳层溶胶中浸泡，经烘干、退火后，构筑出壳芯结构纳米线阵列。

优选地，步骤S32中，具有芯层的衬底背向第一电极的一端放入壳层溶胶中浸泡，壳层溶胶的液面与第一电极之间留有间距。

由于采用了上述技术方案，平铺式壳芯结构钙钛矿纳米线太阳能电池具有如下有益效果：

(1)减反射，聚光能力强；

(2)体积小，利于器件的小型化；

(3)柔性好，适于制备柔性器件；

(4)易单晶化，可降低电子-空穴复合率；

(5)更适于输运载流子，增大载流子扩散强度及寿命等。

由于纳米线具有这些优势，将其应用于太阳能电池中有望获得高光电转换效率；且由于它同时具有柔性及小型化的优点，使其适用于智能穿戴设备。而考虑到智能穿戴设备的一个正常使用情况，需要太阳光从其正面入射，因此，平铺状的壳芯结构钙钛矿纳米线阵列型太阳能电池可满足智能穿戴设备等柔性器件的用电需求，为其发展奠定基础。