一种金属网格石墨烯复合电极柔性钙钛矿太阳能电池及制备的制作方法

文档序号:11136762阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种金属网格石墨烯复合电极柔性钙钛矿太阳能电池,其特征在于:该器件从下往上依次包括:柔性衬底、金属网格石墨烯复合光电极、载流子传输层一、钙钛矿吸光层、载流子传输层二、背电极。其中,金属网格石墨烯复合光电极为金属网格和石墨烯组成的复合电极结构,金属网格为嵌入式,网格结构为正三角形、正四边形或正六边形。载流子传输层一、载流子传输层二分别为空穴传输层和电子传输层的一种,且互不相同。

2.根据权利要求1所述的金属网格石墨烯复合电极柔性钙钛矿太阳能电池,其特征在于:所述柔性衬底为PET、PEN等。金属网格石墨烯复合光电极中金属材料为Ag,石墨烯为石墨烯薄膜、氧化还原石墨烯(RGO)中的一种。空穴传输材料包括:PEDOT:PSS、spiro-OMeTAD或PTAA,电子传输材料包括:PCBM、TiO2或ZnO,钙钛矿吸光层包括MAI/PbI2或MAI/PbI2/PbCl2体系。

3.根据权利要求1所述的金属网格石墨烯复合电极柔性钙钛矿太阳能电池,其特征在于:柔性衬底上涂布紫外固化树脂,使用光刻或纳米压印工艺对其进行图形化,沟槽中填充金属墨水,最后将多余的墨水刮掉,形成嵌入式金属网格结构。

4.根据权利要求1所述的金属网格石墨烯复合电极柔性钙钛矿太阳能电池,其特征在于:采用化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯薄膜并将其转移至金属网格之上,形成复合金属网格石墨烯复合光电极。

5.根据权利要求4所述的金属网格石墨烯复合电极柔性钙钛矿太阳能电池,其特征在于:所述金属网格石墨烯复合光电极的透光率高于80%,方块电阻小于50Ω/□。

6.根据权利要求1所述的金属网格石墨烯复合电极柔性钙钛矿太阳能电池,其特征在于:采用溶液法依次制备载流子传输层一、钙钛矿吸光层、载流子传输层二。

7.根据权利要求6所述的金属网格石墨烯复合电极柔性钙钛矿太阳能电池,其特征在于:所述溶液法包括:旋转涂布、喷雾高温分解法。

8.根据权利要求1所述的金属网格石墨烯复合电极柔性钙钛矿太阳能电池,其特征在于:所述背电极由热阻蒸发制得,包括Al、Ag或Au。

9.一种金属网格石墨烯复合电极柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

柔性衬底上涂布紫外固化树脂,使用光刻或纳米压印工艺对其进行图形化,结构为正三角形、正四边形或正六边形,沟槽中填充金属墨水,最后将多余的墨水刮掉,形成嵌入式金属网格结构。采用化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯薄膜并将其转移至金属网格之上,形成复合金属网格石墨烯复合光电极。随后,使用紫外臭氧机对其表面进行亲水性改善处理。

采用溶液法在金属网格石墨烯复合光电极上依次制备载流子传输层一、吸光层、载流子传输层二,在超净环境中制备载流子传输层一,吸光层和载流子传输层二的制备在水氧含量均低于1ppm的手套箱中进行;将制备好的基片迅速放入真空镀膜机内,镀膜形成背电极,完成器件的制备。

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