[发明专利]柔性太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明提供一种柔性太阳能电池及制备方法，所述柔性太阳能电池包括衬底层以及形成在所述衬底层上的电池层，所述衬底层的材料为石墨纸，可直接转移电池层，无需进行传统柔性太阳能电池制备工艺中去除衬底的操作，不但可以简化生产工艺，还可以避免环境污染和资源浪费。石墨纸具有导热系数高、导电性能高的特点，因此可以取代背金属电极，也可以提高电池结构的导热性能，进而提高电池的稳定性和寿命。而且，石墨纸相较于现有的衬底材料，价格低廉，可以降低生产成本。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种柔性太阳能电池及其制备方法。

背景技术

柔性太阳能电池具有质轻，柔软，可卷曲折叠等特点，使用范围越来越广泛。传统柔性硅基太阳能电池转化效率仅有4％-10％，而铜铟镓硒柔性太阳能电池光电转化效率为10％左右，Ⅳ-Ⅴ族半导体柔性太阳能电池光电转化效率可以达到30％以上，因此，具有高光电转化效率的Ⅳ-Ⅴ族半导体柔性太阳能电池得以广泛应用。

现有的Ⅳ-Ⅴ族半导体柔性太阳能电池通常采用蓝宝石、碳化硅、锗等作为衬底材料，这些材料价格昂贵、热导率低、资源有限，不仅会提高太阳能电池的生产成本，而且严重影响器件的性能和使用寿命。而且，在制备现有的Ⅳ-Ⅴ族半导体柔性太阳能电池时，需要对衬底通过机械减薄或者腐蚀的手段进行剥离，不仅生产工艺复杂，而且造成环境污染和资源浪费。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种柔性太阳能电池及其制备方法，用以至少部分解决生产工艺复杂，成本高，资源浪费，不环保，器件性能差、使用寿命短的问题。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

本发明提供一种柔性太阳能电池，包括衬底层以及形成在所述衬底层上的电池层，所述衬底层的材料为石墨纸。

优选的，所述石墨纸的导热系数大于1500W/mK。

优选的，所述衬底层的厚度为10-100微米。

进一步的，所述柔性太阳能电池还包括第一缓冲层，所述第一缓冲层位于所述电池层和所述衬底层之间；所述第一缓冲层的材料与石墨纸的晶格匹配且与所述电池层的材料晶格匹配。

进一步的，所述柔性太阳能电池还包括层叠设置的第二缓冲层和第三缓冲层，所述第二缓冲层和所述第三缓冲层位于所述电池层和所述衬底层之间，且所述第二缓冲层邻近所述衬底层，所述第三缓冲层邻近所述电池层；

所述第二缓冲层的材料与石墨纸晶格匹配，所述第三缓冲层的材料与所述电池层的材料晶格匹配。

进一步的，所述柔性太阳能电池还包括基板，所述基板位于所述衬底层远离所述电池层的一侧，并与所述衬底层粘接。

优选的，所述电池层的材料为氮化物或砷化物。

进一步的，所述柔性太阳能电池还包括电极层和盖板，所述电极层位于所述电池层远离所述衬底层的一侧，所述盖板位于所述电极层远离所述衬底层的一侧。

本发明提供的柔性太阳能电池，通过将柔性的石墨纸作为衬底层材料，可直接转移电池层，无需进行传统柔性太阳能电池制备工艺中去除衬底的操作，不但可以简化生产工艺，还可以避免环境污染和资源浪费。石墨纸具有导热系数高、导电性能高的特点，因此可以取代背金属电极，也可以提高电池结构的导热性能，进而提高电池的稳定性和寿命。而且，石墨纸相较于现有的衬底材料，价格低廉，可以降低生产成本。

本发明还提供一种柔性太阳能电池的制备方法，用于制备如前所述的柔性太阳能电池，所述方法包括：

在衬底层上制备电池层，其中，所述衬底层的材料为石墨纸。