[发明专利]碳基透明电极/铁酸铋光伏器件及其制备方法

权利要求书

1.一种碳基透明电极/铁酸铋光伏器件，其特征在于，该光伏器件包括在衬底上从上至下依次层叠的有机保护层、前电极、铁酸铋光伏材料薄膜、后电极；所述前电极采用单层、双层或多层石墨烯薄膜或碳纳米膜中的任一种，厚度为0.5-10nm；所述铁酸铋光伏材料薄膜的厚度为100-1000nm。

2.如权利要求1所述光伏器件，其特征在于，所述光伏器件中的有机保护层使用聚甲基丙烯酸乙酯、聚二甲硅氧烷或聚乙撑二氧噻吩有机材料中的任一种，厚度为10-100nm。

3.如权利要求1所述光伏器件，其特征在于，所述后电极采用金属Cu、Au、Ag或Pt中的任一种电极材料，厚度为100-1000nm。

4.一种制备如权利要求1所述光伏器件的方法，其特征在于，该方法主要包括将浸泡在FeCl₃溶液中的碳基透明电极薄膜转移至铁酸铋薄膜之上；具体包括如下步骤：1)在Si衬底或者石英衬底上制备100nm-1000nm厚度的后电极金属，得到后电极金属基片；

2)在后电极金属基片上采用Sol-Gel法制备铁酸铋光伏材料薄膜；

3）将浸泡在FeCl₃溶液中的单层、双层或多层石墨烯或碳纳米管薄膜转移到退火后的BFO/金属基片上，制成碳基透明电极/BFO/金属基片；

4）将有机保护层均匀涂布在碳基透明电极/BFO/金属基片上，并置于60-80℃恒温下固化8-24h，得到碳基透明电极/铁酸铋光伏器件。

5.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述步骤2）具体包括：

（21）将后电极金属基片先后使用丙酮、酒精、去离子水超声分别清洗3min-10min后，使用氮气枪清理表面液体；

（22）将BFO胶体均匀滴在清理后的基片表面后，在匀胶机上先使用低速600-1000r/min甩胶5-15s，再使用高速2000-5000r/min甩胶30-50s；

（23）将甩胶后的基片置于350-450℃的热板上静置5-15min，使该基片上的有机物溶剂彻底挥发；

（24）重复（21）至（23）步骤直至BFO达到所需要的厚度；

（25）对步骤（24）得到的BFO/金属基片进行退火处理；退火条件为空气气氛或氮气气氛，退火温度为550-600℃，持续10-30min，之后使基片随炉降温，以防薄膜龟裂。