[发明专利]一种高透明度太阳能光伏器件的制备方法

说明书

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体为一种高透明度太阳能器件的制备方法。解决了目前透明太阳能电池中因控制对可见光区域的吸收而导致光电转化效率受限的问题。本发明提供了一种高透明度太阳能器件的制备方法，采用AVT大于85％的透明顶电极和具有近红外吸收能力的活性层材料，共同作用下制备高透明度，可以实现器件的AVT在30％至85％以上的调节，保证了在提高AVT的同时，器件的光电转化性能仍然保持较好水平。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体为一种高透明度太阳能光伏器件的制备方法。

背景技术

光伏技术近年来取得了飞速的发展，光伏发电已逐渐成为许多国家和地区的常见能源供应模式。与不透明光伏技术相比，透明光伏技术不仅能将太阳能转化为电能，还能提供一个自然的可见光环境，为太阳能的利用提供了一种独特的方式。高透明度的特性能够使透明光伏器件(TPV)广泛应用于建筑或汽车窗户、温室、智能设备等场合。当平均可见光透过率(AVT)达到70％以上时，TPV将满足在办公室或客厅窗户上使用的透过率要求。一些特殊的应用也需要在高度透明的条件下使用，比如隐形的自供电可穿戴设备等。同时，TPV的高光电转换效率可以为利用TPV作为高能耗应用的能源提供了巨大的潜力。

因为提高器件AVT需要对太阳光谱中可见光区域的收集限制在一个非常有限的水平，所以会导致器件在可见光区域吸光减少，导致光电转化性能大幅降低。为了满足更多的应用需求，探索高透明度的光伏器件以及进一步提高器件性能是研究的重点。因此，需要对吸光材料、透明电极、器件结构的选择和使用进行探索。此外，由于实验室制备的小面积器件输出功率低(其中包含有限的开路电压以及较低的短路电流密度等)，难以在现实场合中广泛应用。因此，实际应用需要探索更大输出功率的TPV器件。

发明内容

针对目前透明太阳能电池中因控制对可见光区域的吸收而导致光电转化效率受限的问题，本发明提供了一种高透明度太阳能器件的制备方法，采用AVT大于85％的透明顶电极和具有红外吸收能力的活性层材料，通过调节吸光层给受体比例和吸光层薄膜厚度制备高透明度太阳能电池。可以实现TPV器件的AVT在40％至85％范围内的任意调节，保证了在提高AVT的同时，器件的光电转化性能仍然保持较好水平。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高透明度太阳能器件的制备方法，太阳能器件结构依次为透明电极、空穴传输层、活性吸光层、电子传输层和透明电极，其特征在于：制备方法包括：

S1、将ITO玻璃基底依次用表面活性剂，去离子水和异乙醇超声洗涤烘干，形成透明底电极；

S2、将PEDOT(4083)用去离子水或乙醇稀释，配制PEDOT(4083)溶液，并将PEDOT(4083)溶液旋涂于ITO基底，形成空穴传输层；

S3、将活性层材料的PTB7-Th:IEICO-4F，该特定组合按质量比1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶10溶于氯苯溶剂中，并加入CN溶剂调节形貌，通过同时精确调控给体和受体的特定比例和整体浓度，改变活性层的厚度，并旋涂于空穴传输层，形成活性吸光层；

S4、在活性吸光层上旋涂ZnO纳米颗粒的溶液，形成电子传输层；

S5、使用水系和乙醇系的Ag NWs以不同比例多次旋涂于电子传输层，控制纳米线密度和层间接触电阻，通过光谱调节形成最终透明电极；

S6、利用超快激光对S1-S5形成的旋涂层进行图案化刻蚀，完成太阳能器件的制备。

透明电极为薄层金属薄膜、金属氧化物、导电聚合物、金属纳米线、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。

所述活性层材料为Y6或DPP2T中的一种或两种混合使用。