[发明专利]一种MoO3/MoS2/LiF柔性异质结太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种MoO₃/MoS₂/LiF柔性异质结太阳能电池，其特征在于，包括柔性衬底(7)、金属背极(6)、空穴传输层(5)、无机电子空穴激发层(4)、电子传输层(3)、透明导电层(2)、金属栅极(1)，其中，所述柔性衬底（7）为聚酰亚胺；所述金属背极（6）是Al或Ag，厚度为 50-100 nm；所述空穴传输层（5）为MoO₃，厚度为10-80 nm；所述无机电子空穴激发层（4）为MoS₂，厚度0.65-1.5 nm；所述电子传输层（3）为LiF，厚度为1.5-5 nm；所述透明导电层（2）是石墨烯，厚度为 0.5-2 nm；所述金属栅极（1）是Al或Ag，厚度为50-100 nm。

2.根据权利要求1所述柔性异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)清洗柔性衬底并烘干；

(2)用真空镀膜机采用热蒸发的方式在柔性衬底上蒸镀Al薄膜；

(3)制备MoO₃溶液，并用匀胶机旋涂在蒸有Al膜的柔性衬底上；

(4)在卧式管式炉中，CVD法原位硫化生成MoS₂层同时对MoO₃层进行退火，在MoO₃层上方形成MoS₂电子空穴激发层；

(5)真空镀膜机采用热蒸发的方式在MoS₂层上蒸镀LiF电子传输层；

(6)在LiF电子传输层上方利用匀胶机采用旋涂的方法形成石墨烯透明导电层；

(7)真空镀膜机采用热蒸发的方式在石墨烯透明导电层上方用掩模版蒸镀形成栅电极。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，制备溶液法MoO₃并旋涂至蒸有Al膜的柔性衬底形成MoO₃层的流程为：

(1)将0.4 g (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O溶解在10 ml去离子水中，并加入少量盐酸溶液；

(2)将步骤（1）中得到的溶液在空气中以80℃加热1 h；

(3)将步骤（2）中剩余的溶液用去离子水稀释至1-8 mg/mL质量比的溶液；

(4)将步骤（3）中得到的溶液在匀胶机以3000 r/min的转速旋涂30 s。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，所述CVD法原位硫化生成MoS₂层同时对MoO₃层进行退火的流程为：

(1)将盛有100 mg-500 mg硫粉的石英舟置于炉中央，将旋涂有MoO₃的样片置于加热炉石英管通风口下流低温区，向石英管充入保护气体Ar气 10-15 min以排净空气，然后加热石英管至120℃-150℃，其中，Ar气流量为10-100 sccm；

(2)保持上述Ar气流量不变，以 3℃/min-5℃/min缓慢加热石英管至 180℃-200℃，恒温5-30 min后冷却至室温。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，旋涂石墨烯透明导电层的流程为：

(1)称量氧化石墨，分别配制出质量浓度为1-8 mg/mL的氧化石墨烯溶液；

(2)采用匀胶机进行旋涂，先将氧化石墨烯分散液滴在玻璃上湿润1 min，再将基底以600 r/min转速旋转1 min，使溶液充分分散在基底上，然后再以800 r/min转速旋转1 min，使形成的薄膜变薄，最后以1600 r/min转速旋转1 min，加快溶剂蒸发，使薄膜变干；

(3)氧化石墨烯薄膜采用一步还原工艺，还原剂分别为肼蒸汽和HI溶液，一步还原工艺分别为肼蒸汽60℃处理24h，HI溶液100℃处理3 h，将氧化石墨烯薄膜还原成石墨烯薄膜，还原氧化石墨烯薄膜经去离子水和乙醇清洗，80℃烤干24 h。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，LiF和MoO₃的纯度为大于99.5%，硫粉S的纯度为大于99.95%。