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专利号: 2022100890506
申请人: 成都钛钙新能源科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2025-07-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种低成本石墨烯薄膜钙钛矿太阳能电池,其特征在于:所述太阳能电池由里到外依次包括衬底、致密层、钙钛矿层、介孔层、石墨烯层、背电极、光刻胶层和增透层;

所述钙钛矿层、介孔层以及石墨烯层的厚度相等,光刻胶层厚度为衬底厚度的二分之一,致密层与增透层厚度相等;

所述石墨烯层为十五层以上的石墨烯层状堆积体组成的石墨烯片,石墨烯片的厚度为

30‑45nm,衬底的厚度为1.25‑2.05mm,增透层的厚度为15‑20nm。

2.根据权利要求1所述的一种低成本石墨烯薄膜钙钛矿太阳能电池,其特征在于:所述衬底包括但不限于ITO、PET、PEN、PI、PC及PDMS。

3.根据权利要求2所述的一种低成本石墨烯薄膜钙钛矿太阳能电池,其特征在于:所述增透层为增透膜,增透膜的透光度≥93%。

4.根据权利要求1‑3任一项所述的一种低成本石墨烯薄膜钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、材料准备:

1)准备一块陶瓷板,于陶瓷板中部开设与成型太阳能电池大小一致的成型槽;

2)准备一台旋涂机,将上述陶瓷板架设于旋涂机转盘内,确保陶瓷板于旋涂机转盘内保持水平,并确保旋涂机转盘与陶瓷板之间留有空隙;

3)准备两组微型振动电机,将其对称安装于旋涂机转盘的底部两侧;

4)利用紫外线杀菌灯对上述器具进行杀菌消毒处理;

S2、底层制备:

1)将衬底液倒入陶瓷板预设的成型槽内,控制旋涂机转盘开始转动,旋涂机转盘转速控制为30‑60rpm,待衬底液固化成型后,形成衬底;

2)将陶瓷板从旋涂机转盘中取出,利用单室等离子气相沉积设备对陶瓷板内衬底表面进行化学气相沉积处理,衬底表面形成致密层;

S3、中层处理;

将陶瓷板重新送回旋涂机内原先位置,将预制的钙钛矿旋涂液灌装入旋涂机内,控制旋涂机于致密层表面旋涂钙钛矿旋涂液,旋涂机转盘转速控制为800‑1100rpm,进行第一段旋涂,第一段旋涂后控制旋涂机转盘转速降至100‑200rpm,开始第二段旋涂,第二段旋涂后控制旋涂机停机,等待10‑20min后,致密层表面形成钙钛矿层;

S4、主层成型:

1)将预制的介孔旋涂液灌装入旋涂机内,控制旋涂机钙钛矿层表面旋涂介孔旋涂液,同时控制旋涂机底部微型振动电机开启,持续振动、旋涂8‑16min后控制旋涂机和微型振动电机停机;

2)旋涂机停机后,将预备的石墨烯片敷设于未固化的介孔层表面,再将预制的光刻胶液灌注于旋涂机内,利用旋涂机继续向石墨烯层旋涂光刻胶液,旋涂机转盘转速控制为

600‑800rpm,旋涂至光刻胶液耗尽后停机,将预备的背电极敷设于石墨烯层表面光刻胶液内,确保背电极与石墨烯层贴合;

S5、表层处理:

1)待光刻胶液完全固化形成光刻胶层,将陶瓷板从旋涂机内取出,将陶瓷板放入预制的酸洗液内浸泡,酸洗液温度控制为56‑68℃,酸洗至光刻胶层表面光刻胶残留完全脱落后取出;

2)将酸洗后的陶瓷板放回旋涂机转盘内,将预制的增透液倒入旋涂机内,控制旋涂机于光刻胶层表面旋涂增透液,旋涂速度控制为1800‑2050rpm,旋涂5‑10min后停机,待增透液完全固化后于光刻胶层表面形成增透层,得到该太阳能电池的坯料;

将该太阳能电池的坯料组装入太阳能电池框架内,即得该一种低成本石墨烯薄膜钙钛矿太阳能电池。

5.根据权利要求4所述的一种低成本石墨烯薄膜钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述中层处理步骤中,第一段旋涂时间为10‑15min,第二段旋涂时间控制为10min。

6.根据权利要求4所述的一种低成本石墨烯薄膜钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述表层处理步骤中,酸洗液由以下重量比得原料混合而成:硝酸21‑22%、表面活性剂5‑9%、丙酮3‑5%和余量的水。

7.根据权利要求6所述的一种低成本石墨烯薄膜钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述表层处理步骤中,停机后利用紫外线灯对光刻胶表面进行照射。

8.根据权利要求4所述的一种低成本石墨烯薄膜钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述主层成型步骤中微型振动电机的振动频率控制为2000‑2500rpm,旋涂机转盘转速控制为300‑500rpm。