[发明专利]一种ZTO-ZnO/CBS-GSs柔性薄膜太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明以不锈钢滤网(SSM)为柔性衬底，制备ZTO纳米线与ZnO纳米线复合光阳极(ZTO‑ZnO)、Cu₄Bi₄S₉纳米带与石墨烯片复合光敏层(CBS‑GSs)以及薄膜结构(ZTO‑ZnO/CBS‑GSs)，并组装成太阳能电池。该太阳能电池所需原料储量丰富、制备方法简单、重复性好、安全环保，在实验室阶段平均光电转换效率已达10.3%，最佳光电转换效率已超过11%。用平镊1000次折弯以后仍然呈现出良好的柔韧性和可弯曲性，光电转换效率仍保持在95%以上。该新型薄膜太阳能电池柔性好、应用弹性大、适应性强，如果应用到新能源领域，将大大缓解能源危机和环境污染等问题，因此具有非常广泛的应用前景。

主权项

1.一种ZTO‑ZnO/CBS‑GSs柔性薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备ZTO‑ZnO纳米线：在柔性衬底上生长ZTO纳米线，将生长有ZTO纳米线的柔性衬底浸没在ZnO胶体溶液中，以使在ZTO纳米线上沉积一层ZnO种子层，然后于450 ℃~550 ℃下保持10~30分钟使其结晶，再将带有ZnO种子层的ZTO纳米线放入硝酸锌的六次甲基四胺溶液中，在位生长ZnO纳米线，获得ZTO‑ZnO纳米线；（2）制备CBS‑GSs混合溶液：先制备CBS胶体溶液，将预处理过的GSs加入CBS胶体溶液中搅拌至少12 小时；预处理过的GSs是指将GSs在体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸中搅拌至少48 小时，间断超声至少36 小时；GSs占GSs和CBS两者总质量的0.5~2.5 wt%；（3） 最后，将CBS‑GSs混合溶液旋转涂覆在ZTO‑ZnO纳米线上，于180 ±10℃下保持至少30 小时使CBS结晶成纳米带，即得一种表面覆盖有CBS‑GSs光敏层的ZTO‑ZnO薄膜结构，按照现有技术组装成薄膜太阳能电池，即可；其中，ZTO是指Zn2SnO4，CBS是指Cu4Bi4S9，GSs是指石墨烯纳米片。