[实用新型]一种柔性薄膜太阳能电池

说明书

本实用新型提供了一种柔性薄膜太阳能电池，包括前面电极，减反射膜，石墨烯薄膜层，n型二维过渡金属硫族化合物薄膜，p型砷化镓薄膜层，背场层，背面电极，柔性支撑衬底；从柔性支撑衬底向上，依次设置背面电极、背场层、p型砷化镓薄膜层、n型二维过渡金属硫族化合物薄膜、石墨烯薄膜层、减反射膜和前面电极；所述n型二维过渡金属硫族化合物薄膜具有单层或多层结构。本实用新型提出的柔性薄膜太阳能电池，采用二维过渡金属硫族化合物薄膜和砷化镓薄膜形成异质结，有利于展宽太阳能光谱的吸收，提高效率，且单层的二维过渡金属硫族化合物薄膜和GaAs均为直接带隙材料，相比间接带隙更利于光的吸收。

技术领域

本实用新型属于能源技术领域，具体涉及一种柔性的光伏器件及其制备方法。

背景技术

太阳能发电作为一种低碳可再生能源，逐渐成为发电市场的主流技术。随着太阳能电池技术的发展，从传统的晶硅技术到柔性薄膜电池，应用范围在不断的扩展。无论是太空还是地面，以及可穿戴设备，柔性薄膜电池的都得到了广泛的应用。但是目前主流的柔性薄膜电池，存在着一定的缺陷，柔性非晶硅电池效率较低(～10％)，柔性CIGS电池对水汽较为敏感，对封装要求较为严格，柔性砷化镓成本较高，最新较热的柔性钙钛矿电池仍存在效率稳定性等问题。

自从石墨烯被发现以来，由于其优良的光电特性引起科研界极大的兴趣，但是由于石墨烯零带隙，因此极大的限制了其在光电方面的应用。而作为一种新型发展起来的二维材料的过渡金属硫族化合物如MoS₂，WS₂等拥有大多数类似石墨烯的特性，且同时拥有近红外和可见光区的本征能量带隙，最重要的是这些材料在单层时具有直接带隙。将石墨烯和二维过渡金属硫化物应用到光伏领域，作为一种全新的理念，提供了柔性太阳能电池的更广泛的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对本领域存在的不足之处，提出新型的柔性薄膜太阳能电池，结合了砷化镓材料和二维材料各自的优势，形成的异质结薄膜太阳能电池具有较强的抗辐射型，较高的转化效率，较薄等特点。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种柔性薄膜太阳能电池，包括前面电极，减反射膜，石墨烯薄膜层，n型二维过渡金属硫族化合物薄膜，p型砷化镓薄膜层，背场层，背面电极，柔性支撑衬底；

从所述柔性支撑衬底向上，依次设置所述背面电极、背场层、p型砷化镓薄膜层、n型二维过渡金属硫族化合物薄膜、石墨烯薄膜层、减反射膜和前面电极；

所述n型二维过渡金属硫族化合物薄膜具有单层或多层结构。

以下为本实用新型的优选技术方案。

其中，所述柔性支撑衬底为聚酯(PET)或聚酰亚胺(PI)材质。

其中，所述背场层的厚度为5～20nm，背场层的材质为磷化镓铟(GaInP)或砷化铝镓(AlGaAs)。

其中，所述背面电极和前面电极的材质互相独立地选自铜、金、银中的一种，所述前面电极为栅电极。

其中，所述n型二维过渡金属硫族化合物薄膜的厚度为1～10nm，所述p型砷化镓薄膜层的厚度为1000nm～3000nm。

其中，所述n型二维过渡金属硫族化合物薄膜的材质为WS₂、MoS₂、MoSe₂中的一种。

其中，所述石墨烯薄膜层为单层或多层结构，所述石墨烯薄膜层的厚度为0.4～5nm。

本实用新型提出的柔性薄膜太阳能电池，其制备方法包括步骤：

步骤1：在柔性支撑衬底上形成背面电极、背场层、p型砷化镓薄膜层；

步骤2：在p型砷化镓薄膜层上设置单层或多层n型二维过渡金属硫族化合物薄膜；