[发明专利]一种柔性太阳能电池器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性太阳能电池，其特征在于：该结构从下到上依次为衬底、透明导电阳极ITO、空穴传输层、活性层、电子传输层、金属阴极；其中，所述衬底为聚(偏二氟乙烯‑六氟丙烯)PVDF‑HFP，属于一种柔性透明非导电聚合物。该衬底具有光透过性高、轻薄、耐弯折、耐腐蚀、耐高温等优异特性，适合应用于柔性太阳能电池器件的制备。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种一种柔性太阳能电池器件及其制备方法。

背景技术

随着科技进步，传统能源的用量日渐枯竭，新型替代能源的开发成为全世界面临的迫切需要解决的难题。除了风能、潮汐能、地热，太阳能以其取之不尽、安全性高、污染量低等特点，成为最受关注的新型能源。其中，钙钛矿太阳能电池作为一种新型低廉高效的光伏技术，在近年来备受关注。钙钛矿太阳能电池自2009年日本科学家Miyasaka首次报导以来，短短的几年内，其光电转换效率便由3.8％上升至25.2％，比肩硅电池效率记录。因此，钙钛矿太阳能电池成为可再生能源领域研究的重点与热点，有望成为下一代清洁能源的中流砥柱。

然而，实验室制备的钙钛矿太阳能电池，通常采用处理方便的刚性衬底以降低实验过程的复杂度。但刚性衬底具有不可弯曲、厚度大、重量重等缺点，无法应用于类似车顶、灯具等非平面场景。随着纳米技术及纳米光电子技术的极速发展，电子元器件面向小型化、集成化发展的趋势日益增加，对柔性电子器件的需求也与日俱增。目前，最广泛应用的柔性衬底为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。其具有成本低、质量轻、耐水的特点。然而耐热性差、光稳定性不足等致命缺点也使其无法服务于未来柔性轻薄电子器件的能源供应。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种柔性太阳能电池器件及其制备方法，该器件采用柔性透明衬底PVDF-HFP，具有优异的光热稳定性、高透光性、耐高温的特点，能实现柔性轻薄太阳能电池的应用需求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种柔性太阳能电池，其特点在于：该结构从下到上依次为衬底、透明导电阴极ITO、空穴传输层、活性层、电子传输层、金属阳极，所述衬底为柔性透明非导电聚合物PVDF-HFP。

衬底采用刮涂方法制备，包括以下步骤：

1)取PVDF-HFP粉末溶解于丙酮；

2)在玻璃基板上采用刮涂方式制备PVDF-HFP薄膜；

3)将基板采用热退火的方式进行退火；

4)将PVDF-HFP薄膜与玻璃基板分离；

5)将分离的PVDF-HFP薄膜置于烤箱中烘干，形成衬底。

作为优选，所述PVDF-HFP的浓度为10～50mg/ml。

作为优选，所述刮涂方式的刮刀距基底高度为100～500μm。

作为优选，所述刮涂方式的刮涂速度为10～100mm/s。

作为优选，所述热退火温度范围为60～100℃。

作为优选，所述分离薄膜溶剂包括水、乙醇、异丙醇等醇类溶液。

作为优选，所述衬底厚度为1～100μm。

一种柔性太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)将衬底和透明导电阴极ITO组成基板，并将基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；

2)在透明导电阴极ITO表面旋转涂覆、刮涂、印刷或喷涂的方式制备空穴传输层，并将所形成的薄膜进行退火，或采用真空蒸镀法蒸镀NiO_X制备空穴传输层；