[发明专利]柔性光伏n型膜高温制备方法

说明书

本发明专利公开了一种柔性透明太阳能电池n型电子传输层高温制备方法，该电池器件结构为n‑i‑p结构，包括柔性透明基底、透明导电层、n型半导体电子传输层、i型钙钛矿光电转换层、p型空穴传输层和导电电极，所述柔性透明太阳能电池可通过高温制备n型半导体电子传输层，获得半透明柔韧、工艺条件和器件结构可选择性强、电池性能优异、工艺简单、大面积批量生产等优点的太阳能电池。

技术领域

本发明专利涉及柔性传感器件领域，特别涉及柔性光伏n型膜高温制备方法。应用于曲面建筑、流线型车辆和曲面部件、以及生命医学传感器等领域。

背景技术

世界人口和全球能源需求都在增长且快速增长。然而，大部分能源消耗仍然来自化石燃料。在除此之外，环境污染和全球变暖问题也越来越多，并引起广泛关注。开发清洁和可再生能源以取代，各种可再生能源方面，太阳能是最丰富的。光伏太阳能电池直接将太阳能光转换为电能并且是最有效的之一。

钙钛矿太阳能电池是近年来在太阳能电池领域的一个研究热点，其最早出现在2009年，经过几年的发展，其能量转化效率从最初的3.8%飞速的增长到了23.3%，逼近了单晶硅太阳能电池的25%的最高转化效率。由于具有最低的材料成本和制备成本，被视为可能替代硅太阳能电池的新一代太阳能电池。随着钙钛矿太阳能电池性能的提升，对于它的研究也更加的多样化，比如提高电池的稳定性，制备半透明太阳能电池，柔性质量轻、可弯曲、适用性广等特点的柔性太阳能电池，由于在可穿戴电子织物，可变形传感器等领域具有广泛的应用前景，受到了人们的广泛关注。柔性钙钛矿太阳能电池最早在2013年由Snaith等人制备出来，在PET柔性基底上获得的能量转换效率达到了6%（Nat. Commum, 2013, 4,2761）。传统的钙钛矿太阳能电池结构，其结构简单，并且能量转化效率较高。但是该结构需要用到TiO₂致密层作为电子传输层，其制备过程需要在450~500℃的高温下进行退火，从而得到锐钛矿型TiO₂。而柔性电池通常使用的PET或PEN基底能承受的温度不能超过150℃（J.Mater. Chem. A, 2016, 4(18), 6755）。因此有机柔性基底钙钛矿太阳能电池受限制备高温n型电子传输层，致使器件工艺制备条件和结构设计受限。

发明内容

本发明专利针对上述问题，目的是提供柔性光伏n型膜高温制备方法，该种结构的太阳能电池具有柔性透明、材料和制备工艺选择范围广、电池效率高、工艺简单等优点。

为实现上述目的，本发明专利提供如下技术方案：光伏电池结构包括自下而上依次顺序叠加的柔性透明基底、透明导电层、电子传输层（n型层）、钙钛矿光电转换层（i型层）、空穴传输层（p型层）和导电电极。其中，在柔性透明基底/导电层上高温制备n型半导体薄膜，制备温度为150℃~800℃，再依次制备i型光电转换层、p型空穴传输层、导电电极层。

优选的是，所述的光伏电池制备方法可采用旋转涂膜、刮涂、喷涂。

优选的是，所述柔性透明基底为柔性玻璃、云母中的一种。

优选的是，所述透明导电层为掺杂氟的氧化锡薄膜(FTO)、铟锡氧化物薄膜(ITO)、铝掺杂的氧化锌薄膜(AZO)或铟锌氧化物（IZO）中的一种。