[发明专利]一种柔性太阳能电池及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种柔性太阳能电池，其特征在于，包括复合金属衬底、GaAs层、钙钛矿材料层、透明电极层和电池隔离区；

所述复合金属衬底包括底部电极层以及设置在所述底部电极层一侧表面的复合电极层；所述复合电极层包括预图形化的绝缘胶层和设置在所述绝缘胶层上的背金属层，且所述背金属层贯穿式的嵌入到预图形化的绝缘胶层上；

所述GaAs层设置在所述复合金属衬底具有背金属层的一侧表面上；所述钙钛矿材料层设置在所述GaAs层远离复合金属衬底的表面上；所述透明电极层包括第一基体层及延伸段，所述第一基体层设置在所述钙钛矿材料层远离复合金属衬底的表面上，所述延伸段依次贯穿于所述钙钛矿材料层和所述GaAs层且抵达至所述背金属层的表面；

所述电池隔离区依次贯穿于所述透明电极层、钙钛矿材料层和GaAs层且抵达至所述背金属层的表面。

2.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池，其特征在于，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种：

(1)所述柔性太阳能电池还包括绝缘保护层；所述绝缘保护层设置在所述延伸段和所述GaAs层之间的至少部分区域以及所述电池隔离区的至少部分区域；

(2)所述绝缘保护层包括二氧化硅、氮化硅和光敏性聚酰亚胺中的至少一种；

(3)所述绝缘保护层的厚度为5～10nm。

3.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池，其特征在于，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种：

(1)所述底部电极层和所述背金属层均包括Au、Ag、Ni、Cr、Cu和Ge中的至少一种；

(2)所述底部电极层的厚度为12～40μm；

(3)所述绝缘胶层的厚度为2～3μm，所述背金属层的厚度为2～5μm。

4.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池，其特征在于，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种：

(1)所述GaAs层和所述钙钛矿材料层之间还设置有透明导电层；

(2)所述钙钛矿材料层和透明电极层之间还设置有电子传输层；

(3)所述的柔性太阳能电池还包括减反射层；所述减反射层设置在所述透明电极层远离所述复合金属衬底的表面上。

5.如权利要求1～4中任一项所述的柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备复合衬底，所述复合衬底包括复合金属衬底及GaAs层；将所述复合衬底远离GaAs层的表面与临时衬底进行复合；

在所述GaAs层的表面生长钙钛矿材料层，在GaAs层和钙钛矿材料层上刻蚀P2区域及P3区域；

在所述钙钛矿材料层的表面及P2区域中生长透明电极层；刻蚀所述透明电极层，获取电池隔离区，得到复合体；

去除所述复合体中的临时衬底，得到柔性太阳能电池。

6.根据权利要求5所述的柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述复合衬底的制备，具体包括：在GaAs衬底上依次生长AlAs牺牲层，GaAs子电池材料层；在所述GaAs子电池材料层上涂覆光敏胶并刻蚀图形化区域，在图形化区域中制备图形化的背金属层，再进行退火处理及金属加厚处理，得到中间复合体，去除所述GaAs衬底及AlAs牺牲层，获得复合衬底。

7.根据权利要求6所述的柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种；

(1)所述退火处理的温度为150～200℃，时间为30～60min；

(2)所述金属加厚处理采用镀覆的方式；

(3)所述去除GaAs衬底及AlAs牺牲层，具体包括：在中间复合体具有图形化背金属层的一侧表面上涂覆耐腐蚀保护层，再采用腐蚀液进行腐蚀，以去除所述GaAs衬底及AlAs牺牲层；采用有机溶剂去除耐腐蚀保护层，再进行洗涤处理。