柔性太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种柔性太阳能电池及其制备方法。一种柔性太阳能电池的制备方法包括如下步骤：在刚性的基板上形成界面层，界面层的材料选自硫化钼及硒化钼中的一种；在界面层上形成柔性衬底；在柔性衬底上形成背电极；在背电极上形成功能层；在功能层上形成栅电极；将柔性衬底与界面层分离，得到柔性太阳能电池。上述柔性太阳能电池的制备方法能够制备得到比容量较大的柔性太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
柔性太阳能电池及其制备方法
本专利技术涉及太阳能电池领域，特别涉及一种柔性太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
目前，铜基薄膜太阳能电池的衬底主要是采用玻璃等刚性衬底，电池的柔韧性较差，但是现在很多领域需要电池具有柔性，像野外探索、太空飞船等对于柔性电池的需求越来越急切，所以现在很多研究者开始研究柔性太阳能电池。目前通常采用聚酰亚胺作为柔性衬底的材料，在柔性衬底上生长电极和功能层，但却使得电池的厚度大大增加，衬底的重量占据了整个电池重量的90％，导致电池的比容量较小，限制了柔性太阳能电池的发展。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够制备得到比容量较大的柔性太阳能电池的方法。此外，还提供一种柔性太阳能电池。一种柔性太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：在刚性的基板上形成界面层，所述界面层的材料选自硫化钼及硒化钼中的一种；在所述界面层上形成柔性衬底；在所述柔性衬底上形成背电极；在所述背电极上形成功能层；在所述功能层上形成栅电极；及将所述柔性衬底与所述界面层分离，得到柔性太阳能电池。为了保证后续背电极、功能层和栅电极在形成过程中不会出现脱落、褶皱等现象，通常需要将柔性衬底(例如聚酰亚胺)的厚度设置在25微米左右，以使衬底具有一定的刚性，这使得柔性太阳能电池的厚度和重量大大增加，导致电池的比容量较小，而上述柔性太阳能电池的制备方法在制备过程中，界面层、柔性衬底、背电极、功能层和栅电极是依次形成在刚性的基板上的，这使得柔性衬底不需要很厚的厚度就能够保证界面层、柔性衬底、背电极、功能层和栅电极在形成过程中不会出现脱落和褶皱的问题，同时由于柔性衬底、背电极、功能层和栅电极形成在材料为硫化钼或硒化钼的界面层上，而硫化钼和硒化钼均为层状结构，具有易剥离性，以实现柔性衬底与基板的分离，从而使柔性太阳能电池能够从刚性的基板上玻璃下来，而使得柔性太阳能电池的柔性衬底具有较小的厚度，降低了柔性太阳能电池的重量，提高电池的比容量。在其中一个实施例中，所述界面层的材料为硫化钼，所述在刚性的基板上形成界面层的步骤为：在所述基板上形成钼层；再将形成有所述钼层的基板置于炉体中，在通入硫化氢和9.5KPa～10.5KPa的条件下从室温历经14分钟～16分钟升温至250℃～265℃，再历经9分钟～11分钟升温至445℃～455℃，并在445℃～455℃下保温27分钟～33分钟，然后停止通入所述硫化氢，并进行冷却，形成所述界面层。在其中一个实施例中，所述界面层的材料为硒化钼，所述在刚性的基板上形成界面层的步骤为：在所述基板上形成钼层；再在所述钼层上铺设硒后置于炉体中，接着在通入保护性气体和9.5KPa～10.5KPa的条件下从室温历经14分钟～16分钟升温至250℃～265℃，再历经9分钟～11分钟升温至445℃～455℃，并在445℃～455℃下保温27分钟～33分钟，然后，停止通入所述保护性气体，并进行冷却，形成所述界面层。在其中一个实施例中，所述在基板上形成钼层的方法为直流磁控溅射，及/或，所述钼层的厚度为1000纳米～1300纳米。在其中一个实施例中，所述柔性衬底的厚度为8微米～12微米。在其中一个实施例中，所述柔性衬底的材料为聚酰亚胺膜，所述在所述界面层上形成柔性衬底的步骤为：在保护性气体的气氛下，将4,4'-二氨基二苯醚和3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐在反应介质中反应，得到聚酰胺酸溶液；将所述聚酰胺酸溶液涂覆在所述界面层上，经加热处理，形成聚酰亚胺膜，得到所述柔性衬底，其中，所述4,4'-二氨基二苯醚和所述3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐的摩尔比为1:0.95～1.1。在其中一个实施例中，所述在所述背电极上形成功能层的步骤为：在所述背电极上形成吸收层，再在所述吸收层上形成缓冲层，接着在所述缓冲层上依次形成阻挡层和窗口层，得到所述功能层，其中，所述栅电极形成在所述窗口层上。在其中一个实施例中，所述吸收层的材料为铜锌锡硫薄膜，所述在所述背电极上形成吸收层的步骤为：在通入保护性气体和硫化氢的条件下，采用硫化锌、铜和二硫化锡作为靶材，在所述背电极上射频磁控溅射形成前驱体层，其中，所述硫化锌的溅射功率为72瓦～74瓦，所述铜的溅射功率为60瓦～64瓦，所述二硫化锡的溅射功率为60瓦～62瓦，溅射时间为88分钟～93分钟；在通入硫化氢和9.5KPa～10.5KPa的条件下，将形成有所述前驱体层、所述柔性衬底和所述界面层的所述基板从室温历经14分钟～16分钟升温至250℃～265℃，再历经4分钟～6分钟升温至280℃～290℃，并保温72分钟～77分钟，接着在通入硫化氢和惰性气体的条件下，历经27分钟～33分钟升温至495℃～505℃，并保温10分钟～14分钟，然后停止通入所述硫化氢和所述惰性气体，并进行冷却。在其中一个实施例中，所述将所述柔性衬底与所述界面层分离的步骤为：将形成有所述柔性衬底、所述界面层、所述背电极、所述功能层和所述栅电极的所述基板在77℃～83℃下加热55分钟～65分钟，然后将所述柔性衬底从所述界面层上剥离下来。一种上述柔性太阳能电池的制备法方法制备的柔性太阳能电池。附图说明图1为一实施方式的柔性太阳能电池的制备方法的流程图；图2为图1所示的柔性太阳能电池的制备方法的步骤S110的界面层为硫化钼的制备步骤的流程图；图3图1所示的柔性太阳能电池的制备方法的步骤S110的界面层为硒化钼的制备步骤的流程图；图4为图1所示的柔性太阳能电池的制备方法的步骤S110得到的界面层与基板的结构示意图；图5为图1所示的柔性太阳能电池的制备方法的步骤S120的柔性衬底的制备步骤的流程图；图6为图1所示的柔性太阳能电池的制备方法的步骤S120得到的柔性衬底、界面层与基板的结构示意图；图7为图1所示的柔性太阳能电池的制备方法的步骤S130得到的背电极、柔性衬底、界面层与基板的结构示意图；图8为图1所示的柔性太阳能电池的制备方法的步骤S140的功能层的制备步骤的流程图；图9为图8所示的功能层的制备步骤的步骤S142的吸收层的制备步骤的流程图；图10为图1所示的柔性太阳能电池的制备方法的步骤S140得到的功能层、背电极、柔性衬底、界面层与基板的结构示意图；图11图1所示的柔性太阳能电池的制备方法的步骤S150得到的栅电极、功能层、背电极、柔性衬底、界面层与基板的结构示意图；图12为图1所示的柔性太阳能电池的制备方法制备得到的柔性太阳能电池的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。如图1所示，一实施方式的柔性太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：步骤S110：在刚性的基板上形成界面层。其中，界面层的材料选自硫化钼及硒化钼中的一种。请一并参阅图2，在其中一个实施例中，界面层的材料为硫化钼，此时，在刚性的基板上形成界面层的步骤为：步骤S112：在基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在刚性的基板上形成界面层，所述界面层的材料选自硫化钼及硒化钼中的一种；在所述界面层上形成柔性衬底；在所述柔性衬底上形成背电极；在所述背电极上形成功能层；在所述功能层上形成栅电极；及将所述柔性衬底与所述界面层分离，得到柔性太阳能电池。

【技术特征摘要】
1.一种柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在刚性的基板上形成界面层，所述界面层的材料选自硫化钼及硒化钼中的一种；在所述界面层上形成柔性衬底；在所述柔性衬底上形成背电极；在所述背电极上形成功能层；在所述功能层上形成栅电极；及将所述柔性衬底与所述界面层分离，得到柔性太阳能电池。2.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述界面层的材料为硫化钼，所述在刚性的基板上形成界面层的步骤为：在所述基板上形成钼层；再将形成有所述钼层的基板置于炉体中，在通入硫化氢和9.5KPa～10.5KPa的条件下从室温历经14分钟～16分钟升温至250℃～265℃，再历经9分钟～11分钟升温至445℃～455℃，并在445℃～455℃下保温27分钟～33分钟，然后停止通入所述硫化氢，并进行冷却，形成所述界面层。3.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述界面层的材料为硒化钼，所述在刚性的基板上形成界面层的步骤为：在所述基板上形成钼层；再在所述钼层上铺设硒后置于炉体中，接着在通入保护性气体和9.5KPa～10.5KPa的条件下从室温历经14分钟～16分钟升温至250℃～265℃，再历经9分钟～11分钟升温至445℃～455℃，并在445℃～455℃下保温27分钟～33分钟，然后，停止通入所述保护性气体，并进行冷却，形成所述界面层。4.根据权利要求2或3所述的柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在基板上形成钼层的方法为直流磁控溅射，及/或，所述钼层的厚度为1000纳米～1300纳米。5.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述柔性衬底的厚度为8微米～12微米。6.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述柔性衬底的材料为聚酰亚胺膜，所述在所述界面层上形成柔性衬底的步骤为：在保护性气体的气氛下，将4,4'-二氨基二苯醚和3,3',4...

【专利技术属性】
技术研发人员：周康，冯叶，吴迪，陈见成，杨春雷，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44