[发明专利]一种石墨烯太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯太阳能电池，所述石墨烯太阳能电池的光阳极包括第一电极层(302)、纳米晶膜以及设置在纳米晶膜表面的染料层(301)，其特征在于，所述纳米晶膜是由石墨烯层(102)包覆的半导体纳米线芯(101)组成的复合薄膜，所述纳米线芯(101)水平设置在预置有(002)织构的所述第一电极层(302)表面，通过沉积掩模(500)在所述纳米线芯(101)外层沉积形成所述石墨烯层(102)，

所述纳米线芯(101)具有圆形横截面以及300～500纳米的纵向长度，所述纳米晶膜中具有多个纵轴平行排列的且由石墨烯包覆的所述纳米线芯(101)，其中，

所述纳米晶膜中包括多个平行排列的且由石墨烯包覆的半导体纳米线，纳米线包括经彼此退火的多个纳米线芯，并且多个所述纳米线芯经退火步骤后施加石墨烯层的外壳，多个半导体纳米线(100)以与电极层水平方向垂直设置以使所述石墨烯层与电极层保持竖直方向垂直，

所述纳米线芯(101)的纵轴与太阳光束的方向垂直定向，使得石墨烯层保持与太阳光束方向基本平行的定向，

所述第一电极层(302)是网格栅电极层，网格栅电极的厚度为0.01μm～10μm，所述网格栅电极的开孔率为50％～99％。

2.如权利要求1所述的石墨烯太阳能电池，其特征在于，所述纳米线芯(101)的所述石墨烯层的层数为1层～43层。

3.如权利要求2所述的石墨烯太阳能电池，其特征在于，所述纳米线芯(101)的圆形横截面的直径尺寸不超过100纳米。

4.如权利要求1至3之一所述的石墨烯太阳电池，其特征在于，所述染料层(301)包括染料敏化剂；所述第一电极层(302)包括导电层，所述导电层是铟掺杂的氧化锡、氟掺杂的氧化锡、锑掺杂的氧化锡、氧化锌、氧化镓掺杂的氧化锌和氧化铝掺杂的氧化锌中的一种或两种以上的导电金属氧化物。

5.一种石墨烯太阳能电池模块，其特征在于，所述石墨烯太阳能模块包括具有弹性的第一树脂基底(1a)和第二树脂基底(1b)以及至少3个权利要求1至4之一所述的石墨烯太阳能电池，并且所述至少3个石墨烯太阳能电池设置于所述第一树脂基底(1a)和所述第二树脂基底(1b)之间，

其中，在相邻的两个石墨烯太阳能电池之间设置有固定件(403)，所述固定件(403)用于从所述第一树脂基底(1a)的外侧渗入所述第二树脂基底(1b)的外侧，其中，

将三个石墨烯太阳能电池自右向左分别称为第一电池、第二电池和第三电池，所述第一电池的第一电极层延长至第一电池与第二电池之间的连接部，所述第二电池的第二电极层向第一电池方向延长至第一电池与第二电池之间的连接部并与第一电池的第一电极层的延长部分相接触，

所述固定件(403)在第一电池和第二电池之间的连接部通过第一树脂基底(1a)外侧穿过第一电池的第一电极层(302)、第二电池的第二电极层(402)渗入到第二树脂基底(1b)的外侧，从而将第一电池和第二电池实现电连接，同时，第二电池的第一电极层延长至第二电池与第三电池之间的连接部

(A)，第三电池的第二电极层延伸至第二电池与第三电池之间的连接部(A)并与第二电池的第一电极层的延长部分相接触，利用固定件在第二电池与第三电池之间的连接部(A)通过第一树脂基底(1a)的外侧穿过第二电池的第一电极层(302)、第三电池的第二电极层(402)渗入到第二树脂基底(1b)，从而实现第二电池与第三电池之间的电连接和固定，

基于所述第一电池、第二电池和第三电池的连接方式，依次连接多个石墨烯太阳能电池。

6.如权利要求5所述的石墨烯太阳能模块，其特征在于，所述石墨烯太阳能电池的第一电极层(302)设置于所述第一树脂基底(1a)的一个表面上，所述石墨烯太阳能电池的第二电极层(402)设置在所述第二树脂基底(1b)的一个表面上。