[发明专利]基于太阳能的发电储能一体化器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于太阳能的发电储能一体化器件及其制备方法，包括减反膜、上电极、砷化镓外延层、背电极、金属化层、正极金属电极、正极、正极‑电解质混合相、无机固态电解质、负极、负极金属电极、金属保护层；减反膜、上电极、砷化镓外延层、背电极构成多结柔性砷化镓电池，正极金属电极、正极、正极‑电解质混合相、无机固态电解质、负极、负极金属电极构成固态锂离子电池，多结柔性砷化镓电池和固态锂离子电池并联，在未接负载时，固态锂离子电池能够将多结柔性砷化镓电池所发电量储存起来，直至连上负载后，多结柔性砷化镓电池和固态锂离子电池能够一起供电，形成发电储能一体化，使得在保证柔性结构的同时，又大大提高了产品质量功率比。

技术领域

本发明涉及半导体的技术领域，尤其是指一种基于太阳能的发电储能一体化器件及其制备方法。

背景技术

业内习知，GaAs太阳电池在军工和民用领域发挥着重要作用。随着世界各国对太空和近地面太阳能资源开发的不断深入，对于更高效稳定的太阳能电池产品的需求逐渐增多，而多结柔性砷化镓电池以其转化效率高、质量轻、可卷曲等特点，也将得到极大地推广和应用。对于GaAs太阳电池的应用来说，其中一种重要指标就是重量比功率，所以具有较高质量比功率的柔性太阳电池成为当前的关注重点。

目前太阳能供电系统主要为柔性太阳能电池搭配传统锂离子电池使用，供电系统普遍存在功率密度低、重量大，易燃易爆、无法柔性、需要独立储能空间等严重缺陷。因此，限制了在航天器、飞行器等领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种基于太阳能的发电储能一体化器件及其制备方法，该器件集成有多结柔性砷化镓电池和固态锂离子电池，形成了发电储能一体化的理念，在保证柔性结构(可柔韧弯曲)的同时，又大大提高了产品质量功率比，并且整个制备工艺简单可靠，有极好的应用前景。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：基于太阳能的发电储能一体化器件，包括按照从上往下的顺序依次叠加的减反膜、上电极、砷化镓外延层、背电极、金属化层、正极金属电极、正极、正极-电解质混合相、无机固态电解质、负极、负极金属电极、金属保护层；其中，所述减反膜、上电极、砷化镓外延层、背电极构成多结柔性砷化镓电池，所述正极金属电极、正极、正极-电解质混合相、无机固态电解质、负极、负极金属电极构成固态锂离子电池，所述多结柔性砷化镓电池和固态锂离子电池并联，在未接负载时，该固态锂离子电池能够将多结柔性砷化镓电池所发电量储存起来，直至连上负载后，该多结柔性砷化镓电池和固态锂离子电池能够一起供电，形成发电储能一体化。

进一步，所述减反膜为TiO₂/SiO₂、TiO₂/Al₂O₃、TiO₂/Si₃N₄、TiO₂/Si₃N₄/Al₂O₃或TiO₂/Si₃N₄/SiO₂多层结构中的任意一种。

进一步，所述上电极为Ag、Au、Cu、Pd、Ge、Ni中的至少一种，厚度不低于2μm。

进一步，所述背电极为Ag、Au、Cu、Pd、Ge、Ni中的至少一种，厚度不低于1μm。

进一步，所述金属化层采用Ag、Au、Pd、Sn、Ni中的一种或几种组合，厚度不低于1μm。

进一步，所述金属保护层采用Ag、Au、Cu中的一种或几种，厚度不低于0.5μm。

本发明也提供了上述基于太阳能的发电储能一体化器件的制备方法，包括以下步骤：