基于石墨烯的柔性碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于石墨烯的柔性碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法，该基于石墨烯的柔性碲化镉薄膜太阳能电池包括自下而上依次设置的钼箔背电极层、p型石墨烯背接触层、p型碲化镉薄膜吸收层、n型硫化镉薄膜窗口层、本征氧化锌薄膜高阻层、n型石墨烯导电层和透明高分子材料防护层，本发明的优点在于，采用石墨烯代替传统的透明导电氧化物材料和背接触层材料，解决了传统材料的易脆裂性且折射率高的问题，有效提高太阳能电池弯曲角度和弯折重复性，扩大其利用范围，同时由于碳源的储备充分，避免了储量稀少且价格昂贵的锑、碲、铟、锡、金等材料的使用，大大降低了生产成本。

主权项

一种基于石墨烯的柔性碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于：该基于石墨烯的柔性碲化镉薄膜太阳能电池，包括自下而上依次设置的钼箔背电极层、p型石墨烯背接触层、p型碲化镉薄膜吸收层、n型硫化镉薄膜窗口层、本征氧化锌薄膜高阻层、n型石墨烯导电层和透明高分子材料防护层；该基于石墨烯的柔性碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：1)将钼箔超声波清洗后放于石英舟上并置于管式炉中央，在氢气和氩气保护下加热到800～1100℃后退火30～60mins，然后同时通入碳源和待掺杂元素进行p型掺杂石墨烯薄膜沉积，沉积时间为30～200mins，冷却后得到p型石墨烯背接触层；2)采用近空间升华法在步骤1)所得到的p型石墨烯背接触层上制备p型碲化镉薄膜吸收层；3)采用真空蒸发沉积法在步骤2)所得到的p型碲化镉薄膜吸收层上制备n型硫化镉薄膜窗口层；4)采用磁控溅射法在步骤3)所得到的n型硫化镉薄膜窗口层上制备本征氧化锌薄膜高阻层；5)将铜箔超声波清洗后放于石英舟上并置于管式炉中央，在氢气和氩气保护下加温达到900～1100℃后退火50～60mins，然后通入碳源进行石墨烯沉积，沉积时间为30～60mins，冷却后得到在铜箔上生长的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜上涂抹聚甲基丙烯酸甲酯，之后放入三氯化铁中腐蚀铜箔，再放入丙酮去除聚甲基丙烯酸甲酯，得到石墨烯薄膜，最后对该石墨烯薄膜进行n型掺杂后转移到步骤4)所得到的本征氧化锌薄膜高阻层上，得到n型石墨烯导电层；6)将透明高分子材料旋涂在步骤5)所得到的n型石墨烯导电层上作为透明高分子材料防护层，固化后得到基于石墨烯的柔性碲化镉薄膜太阳能电池。