【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能电池，涉及一种高阻隔性柔性有机太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、随着科技的快速发展，伴随而来的是能源的大量消耗以及环境的污染，使用清洁能源是未来解决这一问题的关键。目前的清洁能源包括太阳能、风能和水能等，然而风力发电、水力发电等均受到地理、空间等诸多限制因素，并且从电能的产量方面不能很好的满足当今社会对能源的需求，唯有太阳能发电可以方便广泛地应用于各种场景。柔性有机太阳能电池具有低成本、绿色、高效、轻柔、彩色半透明、可采用卷对卷大面积印刷制备等特点，是一种理想的光电转换技术，拥有广阔的市场前景。
2、柔性有机太阳能电池与无机晶硅太阳能电池相比，目前除了转换效率低外，还存在另外一个急需解决的问题，就是稳定性差、寿命短，这主要是由于有机半导体活性材料和电极材料易受外界环境水、氧等的影响，因此，柔性有机太阳能电池器件必须通过封装层、阻隔层等保护层来达到防止水、氧进入到有机太阳能电池内部系统的目的。但不同方式形成的阻隔层会一定程度上影响柔性有机太阳能电池的透光率、抗弯折性、效率等性能。因此，在保证器件效率的同时提升柔性有机太阳能电池的稳定性是关键。
3、在现有的柔性太阳能电池中，提升器件稳定性可以通过基底上生长或贴覆阻隔层来制作器件，但同时因阻隔层的粗糙度大会影响器件效率，而通过贴合或原位生长会一定程度影响器件的光透过率从而影响电池效率。其次，柔性太阳能电池在使用时对抗弯折有一定要求，弯折过程中可能因为阻隔膜的贴合应力不均或原位生长阻隔层在弯折过程中结合力不够导致开裂，从而影响其阻隔作用
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种高阻隔性柔性有机太阳能电池及其制备方法，以克服现有技术的不足。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
3、本专利技术实施例提供了一种高阻隔性柔性有机太阳能电池，其包括沿设定方向依次层叠设置的柔性基底、阻隔层、修饰层、银纳米线电极层、有机功能层、顶电极层和封装层，其中，所述修饰层的材质包括高透光率光刻胶、树脂、光转换亲疏水材料中的至少一种。
4、在一些实施例中，所述修饰层的厚度为0.1-10μm，透光率为75％-95％。
5、在一些实施例中，所述阻隔层的厚度为1-5μm，水蒸汽透过率低于10-2g/m2·day，氧气透过率低于10-1cm3/(m2·day·0.1mpa)，透光率为70％-90％。
6、在一些实施例中，所述阻隔层的材质包括无机物、聚合物中的至少一种，其中，所述无机物包括氧化硅、氧化铝和氮化硅中的任意一种或两种以上的组合，所述聚合物包括聚偏二氯乙烯、乙烯和乙烯醇共聚物中的至少一种。
7、本专利技术实施例还提供了一种高阻隔性柔性有机太阳能电池的制备方法，其包括：
8、在柔性基底上形成阻隔层；
9、在所述阻隔层上形成修饰层；
10、在所述修饰层上形成银纳米线电极层；
11、在所述银纳米线电极层上形成有机功能层；
12、在所述有机功能层上形成顶电极层；
13、以及，在所述顶电极层上形成封装层，制得所述高阻隔性柔性有机太阳能电池。
14、与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果在于：
15、1)本专利技术提供的高阻隔性柔性有机太阳能电池对阻隔层进行修饰，起到双层阻隔效果，能够有效降低水氧透过率，在提高阻隔性、光透过率和抗弯折性的同时，降低表面粗糙度，从而进一步提升电池器件的效率与稳定性；
16、2)本专利技术的修饰层能够有效降低阻隔层的粗糙度、提升界面浸润性，使得银线电极分布更均匀，能够有效提升器件效率；
17、3)本专利技术的修饰层能够增强基底与电极间的结合力，也能够改善阻隔层自身抗弯折性能，进而提升器件抗弯折的性能。
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1.一种高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于，包括沿设定方向依次层叠设置的柔性基底、阻隔层、修饰层、银纳米线电极层、有机功能层、顶电极层和封装层，其中，所述修饰层的材质包括高透光率光刻胶、树脂、光转换亲疏水材料中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于：所述修饰层的厚度为0.1-10μμm，透光率为75％-95％。
3.根据权利要求1所述的高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于：所述高透光率光刻胶包括SU-8、SUN-2300N、SUN-5400N中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述树脂包括聚乙烯醇、环氧树脂中的任意一种或两种的组合；和/或，所述光转换亲疏水材料包括光敏烯烃单体或光敏炔烃单体与硫醇化合物的组合，优选的，所述光敏烯烃单体包括(2-硝基-1，4-苯基)双(亚甲基)二丙烯酸酯，所述光敏炔烃单体包括(2-硝基-1，4-苯基)双(亚甲基)1-己炔酸酯、1，4-苯基双(亚甲基)二(丁-3-炔-1-基)双(碳酸酯)中的至少任意一种；优选的，所述硫醇化合物包括己烷-1，6-二硫醇、2-乙基-2-(((3-巯基丙酰
4.根据权利要求1所述的高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于：所述阻隔层的厚度为1-5μm，水蒸汽透过率低于10-2g/m2·day，氧气透过率低于10-1cm3/(m2·day·0.1MPa)，透光率为70％-90％。
5.根据权利要求1所述的高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于：所述阻隔层的材质包括无机物、聚合物中的至少一种，其中，所述无机物包括氧化硅、氧化铝和氮化硅中的任意一种或两种以上的组合，所述聚合物包括聚偏二氯乙烯、乙烯和乙烯醇共聚物中的至少一种；
6.根据权利要求1所述的高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于：所述柔性基底的厚度为50-150μμm，透光率为70％-95％；和/或，所述柔性基底的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的任意一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求1所述的高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于：所述银纳米线电极层的厚度为60-120nm，方阻为10-30Ω/sq，光学透过率为70％-90％；
8.根据权利要求1所述的高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于：所述顶电极层的厚度为100-200nm；和/或，所述顶电极层的材质包括Al、Ag和Au中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述封装层的厚度为10-300μm；和/或，所述封装层的材质包括环氧类树脂、丙烯酸类树脂、合成橡胶中的任意一种或两种以上的组合。
9.如权利要求1-8中任一项所述高阻隔性柔性有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，包括：将阻隔层材料以真空热蒸发气相沉积、化学气相沉积、阳极氧化沉积、旋涂、涂布、静电喷涂沉积、贴覆中任一种方法施加于所述柔性基底上，制备形成所述阻隔层；
...【技术特征摘要】
1.一种高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于，包括沿设定方向依次层叠设置的柔性基底、阻隔层、修饰层、银纳米线电极层、有机功能层、顶电极层和封装层，其中，所述修饰层的材质包括高透光率光刻胶、树脂、光转换亲疏水材料中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于：所述修饰层的厚度为0.1-10μμm，透光率为75％-95％。
3.根据权利要求1所述的高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于：所述高透光率光刻胶包括su-8、sun-2300n、sun-5400n中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述树脂包括聚乙烯醇、环氧树脂中的任意一种或两种的组合；和/或，所述光转换亲疏水材料包括光敏烯烃单体或光敏炔烃单体与硫醇化合物的组合，优选的，所述光敏烯烃单体包括(2-硝基-1，4-苯基)双(亚甲基)二丙烯酸酯，所述光敏炔烃单体包括(2-硝基-1，4-苯基)双(亚甲基)1-己炔酸酯、1，4-苯基双(亚甲基)二(丁-3-炔-1-基)双(碳酸酯)中的至少任意一种；优选的，所述硫醇化合物包括己烷-1，6-二硫醇、2-乙基-2-(((3-巯基丙酰基)氧基)甲基)丙烷-1，3-二基双(3-巯基丙酸酯)、2，2-双(((3-巯基丙酰基)氧基)甲基)丙烷-1，3-二基双(3-巯基丙酸酯)中的至少任意一种。
4.根据权利要求1所述的高阻隔性柔性有机太阳能电池，其特征在于：所述阻隔层的厚度为1-5μm，水蒸汽透过率低于10-2g/m2·day，氧气透过率低于10-1cm3/(m2·day·0.1mpa)...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈阳，韩云飞，钱凡，骆群，马昌期，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：
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