CN111628087A - 一种力致发光的柔性太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光电子器件技术应用领域，特别涉及一种力致发光的柔性太阳能电池及其制备方法，所述力致发光的柔性太阳能电池包括：光吸收层；至少一对相互接触的第一导电层与电子传输层，所述电子传输层与光吸收层接触；至少一对相互接触的第二导电层与空穴传输层，所述空穴传输层与电子传输层接触，其中，所述第一导电层与第二导电层中至少一者为透明导电层；以及力致发光层，其中所述力致发光层包括力致发光材料以及聚合物材料，所述力致发光层与所述透明导电层接触。本发明通过制备具备力致发光的柔性太阳能电池，显著提升太阳能电池的使用时效，并解决太阳能电池微光环境下难以有效工作的技术瓶颈。

Description

一种力致发光的柔性太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及光电子器件技术应用领域，特别涉及一种力致发光的柔性太阳能电池及其制备方法。
背景技术
随着人类社会的发展和进步，人们对能源的消耗和依赖逐渐增强。目前人类所消耗的能源约74％来自于传统化石能源，主要有煤炭、石油和天然气等。由于人类的过度开采和利用，不可再生能源正在逐渐出现枯竭危机。在这样严峻的能源危机面前，对于可再生清洁能源的开发和有效利用则成为了人们关注的热点。在各种可再生能源中，太阳能是取之不尽用之不竭的能源，且清洁无任何污染，成为最具开发潜力的新能源之一。太阳能电池则是利用半导体材料的光伏效应将光能转换为电能的关键器件。
近年来，太阳能电池技术取得了很大进展，商业化生产的太阳能电池主要有硅系太阳能电池和多元化合物太阳能电池，它们都具有较高的光电转换效率，达到20％以上。同时，太阳能电池已经得到广泛的商业化，被大规模的应用于工业和生活用发电中。但是，常规的太阳能电池长期以来都受到微光环境的影响，比如在阴雨天气和夜晚时，太阳能电池无法有效发电，显著的制约了电池的工作时间。因此，急需一种阴雨天气和夜晚均可工作的太阳能电池。
发明内容
基于以上问题，本发明通过制备具备力致发光的柔性太阳能电池，显著提升太阳能电池的使用时效，并解决太阳能电池微光环境下难以有效工作的技术瓶颈。
根据本发明实施例之一提供一种力致发光的柔性太阳能电池，所述力致发光的柔性太阳能电池包括：光吸收层；至少一对相互接触的第一导电层与电子传输层，所述电子传输层与光吸收层接触；至少一对相互接触的第二导电层与空穴传输层，所述空穴传输层与电子传输层接触，其中，所述第一导电层与第二导电层中至少一者为透明导电层；以及力致发光层，其中所述力致发光层包括力致发光材料以及聚合物材料，所述力致发光层与所述透明导电层接触。
在一些实施例中，所述力致发光材料为9,10-二(2-(10-己基-10H-吩噻嗪基)-乙烯基蒽、9,10-二((E)-2-吡啶基)-乙烯基蒽、9,10-二[(9,9-二烷基芴)乙烯基]蒽、9,10-烷氧基-连苯乙烯基蒽、9,10-二[(N-咔唑基)乙烯基]蒽、4,4'-二咔唑苯基-四苯乙烯、4,4'-二咔唑基-四苯乙烯、4,4',4”,4”'-四乙氧基-四苯乙烯、2,2'-四苯乙烯醚、1,2-[(4'-丁烷氧基)-(4-苯乙烯-9-丁烷氧基)-(2,7-二氰基)]-二苯乙烯、1,2-二氰基-对四苯乙烯基-二苯乙烯中的一种或多种组合。
在一些实施例中，所述聚合物材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚二甲基硅氧烷，聚乙烯醇，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，聚醚砜树脂，聚酰亚胺中的一种或多种组合。
在一些实施例中，所述第一导电层为透明导电层，其中所示透明导电层为FTO、ITO、IZO、AZO材料中的一种或多种组合；所述第二导电层为金属导电层，其中所述金属导电层为铝、银、金、钛、钯、镍、铬、铜中的一种或多种组合。
在一些实施例中，所述电子传输层为SnO2、LiFx、KFx、CsFx、CsOx、MgFx、TiOx、ZnO、ZnS、CdS、CdSe、Zn2SO4、BaSnO3、SrTiO4、C60、PCBM或PC61BM中的一种或多种组合；所述空穴传输层为Spiro-OMeTAD、CeOx、PCBM、Cu2O、CuO、CuGaO2、CuOx:N、Cu2S、CuS、CuI、CuSCN、CuPc、CuInS2、ZnS、MoOx、MoS2、NiO、WOx、VOx、PEDOT:PPS、P3HT、PTAA、FDT、HPDI或HMDI中的一种或者其组合。
在一些实施例中，所述光吸收层为CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbCl3、CH(NH2)2PbI3、CH(NH2)2PbBr3、CH(NH2)2PbCl3、CsPbI3、CH3NH3SnI3、CH(NH2)2SnI3、CsSnI3、CsSnBr3、CsSnCl3、CH3NH3PbIxBr3-x、CH3NH3PbIxCl3-x、CH(NH2)2PbIxBr3-x、CH(NH2)2PbIxCl3-x、(CH3NH3)xFA1-xPbI3、Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-x-y或PbI3Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-xPbImBr3-x中的一种或多种组合。
根据本发明实施例之一提供一种力致发光的柔性太阳能电池的制备方法，所述方法包括：在第一导电层正反面分别形成电子传输层以及力致发光层，其中，所述力致发光层包括力致发光材料以及聚合物材料；在所述电子传输层上形成光吸收层；在所述光吸收层上形成空穴传输层；在所述空穴传输层上形成第二导电层。
在一些实施例中，所述力致发光材料为9,10-二(2-(10-己基-10H-吩噻嗪基)-乙烯基蒽、9,10-二((E)-2-吡啶基)-乙烯基蒽、9,10-二[(9,9-二烷基芴)乙烯基]蒽、9,10-烷氧基-连苯乙烯基蒽、9,10-二[(N-咔唑基)乙烯基]蒽、4,4'-二咔唑苯基-四苯乙烯、4,4'-二咔唑基-四苯乙烯、4,4',4”,4”'-四乙氧基-四苯乙烯、2,2'-四苯乙烯醚、1,2-[(4'-丁烷氧基)-(4-苯乙烯-9-丁烷氧基)-(2,7-二氰基)]-二苯乙烯、1,2-二氰基-对四苯乙烯基-二苯乙烯中的一种或多种组合。
在一些实施例中，所述聚合物材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚二甲基硅氧烷，聚乙烯醇，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，聚醚砜树脂，聚酰亚胺中的一种或多种组合。
在一些实施例中，所述第一导电层为透明导电层，其中所示透明导电层为FTO、ITO、IZO、AZO材料中的一种或多种组合；所述第二导电层为金属导电层，其中所述金属导电层为铝、银、金、钛、钯、镍、铬、铜中的一种或多种组合。
在一些实施例中，所述电子传输层为SnO2、LiFx、KFx、CsFx、CsOx、MgFx、TiOx、ZnO、ZnS、CdS、CdSe、Zn2SO4、BaSnO3、SrTiO4、C60、PCBM或PC61BM中的一种或多种组合；所述空穴传输层为Spiro-OMeTAD、CeOx、PCBM、Cu2O、CuO、CuGaO2、CuOx:N、Cu2S、CuS、CuI、CuSCN、CuPc、CuInS2、ZnS、MoOx、MoS2、NiO、WOx、VOx、PEDOT:PPS、P3HT、PTAA、FDT、HPDI或HMDI中的一种或者其组合。
在一些实施例中，所述光吸收层为CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbCl3、CH(NH2)2PbI3、CH(NH2)2PbBr3、CH(NH2)2PbCl3、CsPbI3、CH3NH3SnI3、CH(NH2)2SnI3、CsSnI3、CsSnBr3、CsSnCl3、CH3NH3PbIxBr3-x、CH3NH3PbIxCl3-x、CH(NH2)2PbIxBr3-x、CH(NH2)2PbIxCl3-x、(CH3NH3)xFA1-xPbI3、Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-x-y或PbI3Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-xPbImBr3-x中的一种或多种组合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备具备力致发光的柔性太阳能电池，通过外部机械作用使得力致发光层发出光源进而实现太阳能电池发电，显著提升太阳能电池的使用时效，并解决太阳能电池微光环境下难以有效工作的技术瓶颈。
附图说明
图1是根据本发明一些实施例所示的力致发光的柔性太阳能电池的示例性结构示意图。
图2是根据本发明一些实施例所示的力致发光的柔性太阳能电池的另一种示例性结构示意图。
图3是根据本发明一些实施例所示的力致发光的柔性太阳能电池的又一种示例性结构示意图。
图4是根据本申请一些实施例所示的力致发光的柔性太阳能电池制备方法的示意性流程图。
图5是根据本申请一些实施例所示的力致发光的柔性太阳能电池制备方法的另一种示意性流程图。
其中，101光吸收层，102电子传输层，103空穴传输层，104第一导电层，105第二导电层，106力致发光层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1是根据本发明一些实施例所示的力致发光的柔性太阳能电池示例性结构示意图。在一些实施例中，所述力致发光的柔性太阳能电池可以包括：
光吸收层101，其中，所述光吸收层101可以产生光生电子与光生空穴的载流子以便于将光能转换为电能。
在一些实施例中，光吸收层101可以为钙钛矿光吸收层101、PN结光吸收层101、量子点光吸收层101等。在一些实施例中，钙钛矿光吸收层101可以是CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbCl3、CH(NH2)2PbI3、CH(NH2)2PbBr3、CH(NH2)2PbCl3、CsPbI3、CH3NH3SnI3、CH(NH2)2SnI3、CsSnI3、CsSnBr3、CsSnCl3、CH3NH3PbIxBr3-x、CH3NH3PbIxCl3-x、CH(NH2)2PbIxBr3-x、CH(NH2)2PbIxCl3-x、(CH3NH3)xFA1-xPbI3、Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-x-y或PbI3Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-xPbImBr3-x中的一种或多种组合的材料层。
至少一对相互接触的第一导电层104与电子传输层102，其中，所述电子传输层102与光吸收层101接触。
在一些实施例中，当所述力致发光的柔性太阳能电池为正型的太阳能电池时，第一导电层104可以是透明的导电层，使得光照透过透明的导电层并通过电子传输层102到达光吸收层101。在一些实施例中，透明的导电层是可以FTO、ITO、IZO、AZO材料中的一种或多种组合材料层。在一些实施例中，当所述力致发光的柔性太阳能电池为反型的太阳能电池时，第一导电层104可以是金属导电层，光照从第二导电层105通过空穴传输层103到达光吸收层101。在一些实施例中，金属导电层可以是铝、银、金、钛、钯、镍、铬、铜中的一种或多种组合材料层。
在一些实施例中，电子传输层102可以与光吸收层101的光吸收材料通过能级匹配关系实现电子选择性传输特性，其中，电子选择性传输特性可以是指让光吸收材料中产生的光生电子通过但阻止光生空穴通过的特性，从而有效分离光生电子，避免在储能过程中光生电子与光生空穴复合降低光电转换效率的问题。在一些实施例中，能级匹配关系可以通过电子传输层102与光吸收材料的材料选择实现，例如可以选择电子传输层102为SnO2薄膜、光吸收材料为钙钛矿(ABX3)材料实现电子选择性传输特性，又例如，可以选择电子传输层102为PCBM薄膜、光吸收材料为CsPb(I1-xBrx)3材料实现电子选择性传输特性。在一些实施例中，电子传输层102SnO2、LiFx、KFx、CsFx、CsOx、MgFx、TiOx、ZnO、ZnS、CdS、CdSe、Zn2SO4、BaSnO3、SrTiO4、C60、PCBM或PC61BM中的一种或多种组合材料层。
至少一对相互接触的第二导电层105与空穴传输层103，其中，所述空穴传输层103与电子传输层102接触。
在一些实施例中，当所述力致发光的柔性太阳能电池为反型的太阳能电池时，第二导电层105可以是透明的导电层，使得光照透过第二导电层105并通过电子传输层102到达光吸收层101。在一些实施例中，透明的导电层是可以FTO、ITO、IZO、AZO材料中的一种或多种组合材料层。在一些实施例中，当所述力致发光的柔性太阳能电池为正型的太阳能电池时，第二导电层105可以是金属导电层，光照从第一导电层104通过空穴传输层103到达光吸收层101。在一些实施例中，金属导电层可以是铝、银、金、钛、钯、镍、铬、铜中的一种或多种组合材料层。
在一些实施例中，空穴传输层103可以与光吸收材料通过能级匹配关系实现空穴选择性传输特性，其中，空穴选择性传输特性可以是指让光吸收材料中产生的光生空穴通过但阻止光生电子通过的特性，从而有效分离光生空穴，避免在储能过程中光生电子与光生空穴复合降低光电转换效率的问题。在一些实施例中，能级匹配关系可以通过光吸收材料与空穴传输层103的材料选择实现，例如可以选择空穴传输层103为Spiro-OMeTAD薄膜、光吸收材料为钙钛矿(ABX3)材料实现空穴选择性传输特性，又例如，可以选择空穴传输层103为NiO薄膜、光吸收材料为CsPb(I1-xBrx)3材料实现空穴选择性传输特性。在一些实施例中，空穴传输层103为可以Spiro-OMeTAD、CeOx、PCBM、Cu2O、CuO、CuGaO2、CuOx:N、Cu2S、CuS、CuI、CuSCN、CuPc、CuInS2、ZnS、MoOx、MoS2、NiO、WOx、VOx、PEDOT:PPS、P3HT、PTAA、FDT、HPDI或HMDI中的一种或者其组合材料层。
力致发光层106，其中所述力致发光层106包括力致发光材料以及聚合物材料，所述力致发光层106与所述透明导电层接触。
在一些实施例中，力致发光材料可以通过受到机械作用如摩擦、加压、冲击、破碎以及超声等产生的发光现象，以便于所述力致发光的柔性太阳能电池能够通过除日光或其他光源以外的方式进行充电，例如可以在夜晚通过机械作用力致发光材料实现夜晚的充电，又例如，还可以在白天通过机械作用配合日光增强光电转换效果。在一些实施例中，机械作用可以是自然条件的作用，例如风力、雨水冲击、地壳运动等直接的自然条件外力作用。在一些实施例中，机械作用还可以是通过自然条件(例如风力、水力)转换成机械运动而提供的作用。在一些实施例中，力致发光材料为9,10-二(2-(10-己基-10H-吩噻嗪基)-乙烯基蒽、9,10-二((E)-2-吡啶基)-乙烯基蒽、9,10-二[(9,9-二烷基芴)乙烯基]蒽、9,10-烷氧基-连苯乙烯基蒽、9,10-二[(N-咔唑基)乙烯基]蒽、4,4'-二咔唑苯基-四苯乙烯、4,4'-二咔唑基-四苯乙烯、4,4',4”,4”'-四乙氧基-四苯乙烯、2,2'-四苯乙烯醚、1,2-[(4'-丁烷氧基)-(4-苯乙烯-9-丁烷氧基)-(2,7-二氰基)]-二苯乙烯、1,2-二氰基-对四苯乙烯基-二苯乙烯中的一种或多种组合材料。
在一些实施例中，力致发光层106中的聚合物材料可以使得力致发光层106导电，进而使得力致发光的柔性太阳能电池能够进行大面积的串联或并联的集成，形成集成式的力致发光的柔性太阳能电池组件。在一些实施例中，所述聚合物材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚二甲基硅氧烷，聚乙烯醇，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，聚醚砜树脂，聚酰亚胺中的一种或多种组合材料。
值得注意的是，上述关于力致发光的柔性太阳能电池的结构描述仅为示例性的，力致发光的柔性太阳能电池的力致发光层106、第一导电层104、电子传输层102、光吸收层101、空穴传输层103、第二导电层105可以是如图1所示依次接触的结构形式，还可以是如图2所示的力致发光层106、第二导电层105、空穴传输层103、光吸收层101、电子传输层102、第一导电层104所示依次接触的结构形式，还可以是如图3所示力致发光层106同时与两组第二导电层105、空穴传输层103、光吸收层101、电子传输层102、第一导电层104组成的组件接触的结构形式。此外，关于第一导电层104、第二导电层105两者也是具有可互换性的，例如第一导电层104可以为透明的导电层，第二导电层105为金属导电层；又例如第一导电层104可以为金属导电层，第二导电层105可以为透明导电层；再例如，第一导电层104、第二导电层105均可以为透明导电层。
此外，上述关于力致发光的柔性太阳能电池的各个层级结构仅为必须的结构，所指的各个材料层接触(例如电子传输层102与光吸收层101接触)，可以是指材料层直接接触，也可以是指材料层通过缓冲层或者中间层接触实现各个主要功能层之间的能级匹配、消除或钝化界面的缺陷或改善晶体质量等目的。
图4是根据本申请一些实施例所示的力致发光的柔性太阳能电池制备方法的示意性流程图。在一些实施例中，所示力致发光的柔性太阳能电池制备方法可以包括：
步骤S401，在第一导电层104正面形成力致发光层106，其中，所述力致发光层106包括力致发光材料以及聚合物材料。
在一些实施例中，在所述第一导电层104上形成力致发光层106可以采用物理气相沉积(PVD)(包括磁控溅射、电子束蒸发、热蒸发等)、原子层沉积(ALD)、脉冲激光沉积(PLD)、喷雾热解、喷涂、旋涂、刮涂、丝网印刷、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)等方法。在一些实施例中，在所述第一导电层104上形成电子传输层102前，还可以对第一导电层104进行预处理，例如进行清洗、氮气吹干、紫外线臭氧等预处理，保证第一导电层104的清洁性。在一些实施例中，第一导电层104是可以FTO、ITO、IZO、AZO材料中的一种或多种组合材料层。在一些实施例中，还可以在第一导电层104与电子传输层102间形成中间导电层，以增强导电性。在一些实施例中，在第一导电层104与电子传输层102间形成中间导电层可以采用喷涂、刮涂、旋涂等方式。在一些实施例中，中间导电层可以为石墨烯、碳纳米管、金属单质纳米线、金属合金纳米线、金属异质结纳米线、氧化锌或聚合物电极材料中的一种或多种组合材料。
在一些实施例中，力致发光层106的力致发光材料可以为9,10-二(2-(10-己基-10H-吩噻嗪基)-乙烯基蒽、9,10-二((E)-2-吡啶基)-乙烯基蒽、9,10-二[(9,9-二烷基芴)乙烯基]蒽、9,10-烷氧基-连苯乙烯基蒽、9,10-二[(N-咔唑基)乙烯基]蒽、4,4'-二咔唑苯基-四苯乙烯、4,4'-二咔唑基-四苯乙烯、4,4',4”,4”'-四乙氧基-四苯乙烯、2,2'-四苯乙烯醚、1,2-[(4'-丁烷氧基)-(4-苯乙烯-9-丁烷氧基)-(2,7-二氰基)]-二苯乙烯、1,2-二氰基-对四苯乙烯基-二苯乙烯中的一种或多种组合材料。在一些实施例中，力致发光层106的聚合物材料可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚二甲基硅氧烷，聚乙烯醇，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，聚醚砜树脂，聚酰亚胺中的一种或多种组合。
步骤S402，在所述第一导电层104背面形成电子传输层102。
在一些实施例中，在所述第一导电层104上形成电子传输层102可以采用物理气相沉积(PVD)(包括磁控溅射、电子束蒸发、热蒸发等)、原子层沉积(ALD)、脉冲激光沉积(PLD)、喷雾热解、喷涂、旋涂、刮涂、丝网印刷、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)等方法。在一些实施例中，第一导电层104可以是铝、银、金、钛、钯、镍、铬、铜中的一种或多种组合材料层。在一些实施例中，电子传输层102SnO2、LiFx、KFx、CsFx、CsOx、MgFx、TiOx、ZnO、ZnS、CdS、CdSe、Zn2SO4、BaSnO3、SrTiO4、C60、PCBM或PC61BM中的一种或多种组合材料层。在一些实施例中，在所述第一导电层104上形成电子传输层102可以是通过配置SnO2前驱体溶液在第一导电层104上经刮涂、干燥、退火等工艺形成的。
步骤S403，在所述电子传输层102上形成光吸收层101。
在一些实施例中，在所述电子传输层102上形成光吸收层101可以是采用采用物理气相沉积(PVD)(包括磁控溅射、电子束蒸发、热蒸发等)、原子层沉积(ALD)、脉冲激光沉积(PLD)、喷雾热解、喷涂、旋涂、刮涂、丝网印刷、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)等方法。在一些实施例中，光吸收层101可以是CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbCl3、CH(NH2)2PbI3、CH(NH2)2PbBr3、CH(NH2)2PbCl3、CsPbI3、CH3NH3SnI3、CH(NH2)2SnI3、CsSnI3、CsSnBr3、CsSnCl3、CH3NH3PbIxBr3-x、CH3NH3PbIxCl3-x、CH(NH2)2PbIxBr3-x、CH(NH2)2PbIxCl3-x、(CH3NH3)xFA1-xPbI3、Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-x-y或PbI3Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-xPbImBr3-x中的一种或多种组合。在一些实施例中，在所述电子传输层102上形成光吸收层101可以是通过配置前驱体溶液经刮涂、干燥、退火等工艺形成的。
步骤S404，在所述光吸收层101上形成空穴传输层103。
在一些实施例中，在所述光吸收层101上形成空穴传输层103可以是采用采用物理气相沉积(PVD)(包括磁控溅射、电子束蒸发、热蒸发等)、原子层沉积(ALD)、脉冲激光沉积(PLD)、喷雾热解、喷涂、旋涂、刮涂、丝网印刷、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)等方法。在一些实施例中，空穴传输层103为可以Spiro-OMeTAD、CeOx、PCBM、Cu2O、CuO、CuGaO2、CuOx:N、Cu2S、CuS、CuI、CuSCN、CuPc、CuInS2、ZnS、MoOx、MoS2、NiO、WOx、VOx、有机材料PEDOT:PPS、P3HT、PTAA、FDT、HPDI或HMDI中的一种或者其组合材料层。在一些实施例中，在所述光吸收层101上形成空穴传输层103可以配置Spiro-OMeTAD前驱体溶液经刮涂、干燥、退火等工艺形成的。
步骤S405，在所述空穴传输层103上形成第二导电层105。
在一些实施例中，在所述空穴传输层103上形成第二导电层105可以是采用采用物理气相沉积(PVD)(包括磁控溅射、电子束蒸发、热蒸发等)、原子层沉积(ALD)、脉冲激光沉积(PLD)、喷雾热解、喷涂、旋涂、刮涂、丝网印刷、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、热蒸发等方法。在一些实施例中，第二导电层105是可以FTO、ITO、IZO、AZO材料中的一种或多种组合材料层。在一些实施例中，第二导电层105可以是铝、银、金、钛、钯、镍、铬、铜中的一种或多种组合材料层。在一些实施例中，在所述空穴传输层103上形成第二导电层105可以是磁控溅射或者热蒸发制备在空穴传输层103上制备金属电极层。
经过上述步骤即可制得力致发光的柔性太阳能电池，值得注意是的，上述关于力致发光的柔性太阳能电池制备方法的步骤顺序是不具备限制性的，例如，如图5所示，方法的步骤顺序还可以是从第二导电层105开始依次集成空穴传输层103、光吸收层101、电子传输层102、第一导电层104、力致发光层106步骤S501-S405的顺序。
为了进一步使本领域技术人员能够直接实施上述力致发光的柔性太阳能电池制备方法，下面示例性说明制备过程所使用材料及制备过程所需参数，值得注意的是，关于制备过程所使用材料及制备过程所需参数仅为示例性，并非旨在对本发明内容的限制。
在一些具体的实施例中，力致发光的柔性太阳能电池的第一导电层104采用ITO导电玻璃，电子传输层102采用SnO2，光吸收层101采用Cs0.05FA0.8MA0.15PbI2.55Br0.45，第二导电层105为金属银薄膜，力致发光层106的聚合物材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，力致发光层106的的力致发光材料9,10-二(2-(10-己基-10H-吩噻嗪基)-乙烯基蒽，具体制备步骤如下：
步骤1，利用洗涤剂、去离子水、丙酮和乙醇依次对表面粗糙度小于1nm的ITO导电玻璃衬底表面进行超声清洗，清洗后用干燥氮气吹干；
步骤2，采用旋涂的方法在ITO导电玻璃衬底表面制备碳纳米管导电层，旋涂时转速为1000转/秒，时长30s，膜厚200nm，然后对衬底进行130℃热退火；
步骤3，将9,10-二(2-(10-己基-10H-吩噻嗪基)-乙烯基蒽掺杂的紫外光固化剂滴涂在ITO导电玻璃衬底正面上，先将衬底加热至100℃，加热10分钟。然后降温至清亮点84℃，用波长为545nm，光强为2.4mW/cm2的紫外灯引发下聚合3小时固化；
步骤4，在ITO导电玻璃衬底背面上制备致密SnO2电子传输层102，其膜厚为30nm。具体操作方法为：配制3％SnO2水胶体溶液，3000转/分的转速旋涂30s，150℃热退火30min；
步骤5，将PbI2(1.2M)、FAI(1.1M)、PbBr2(0.2M)、MABr(0.2M)、CsI(0.07M)溶于DMF和DMSO的混合溶剂中，其中DMF:DMSO＝4:1(体积比)，并且摻入摩尔百分比为2％的LiI作为添加剂配置成前驱体溶液；将前驱体溶液用甩胶机均匀的旋涂在完成前面步骤的电子传输层102上，旋涂时转速先为2000转每分钟，旋涂时间为10秒，再4000转每分钟，旋涂时间为20秒，并在旋涂结束前5s时往基底上滴注100μl氯苯；然后再在100℃条件下对旋涂了前驱体溶液的基底退火45min完成光吸收层101制备；
步骤6，在制得的光吸收层101上旋涂含有2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐和四丁基吡啶的氯苯混合溶液，混合液中2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴浓度为0.06mol/L，双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐浓度为0.03mol/L，四丁基吡啶浓度为0.2mol/L，旋涂完后将制得的样品在干燥环境中放置8小时；
步骤7，采用磁控溅射法在步骤,6所制得的样品上溅射一层银电极，即得到力致发光的柔性太阳能电池。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种力致发光的柔性太阳能电池，其特征在于，包括：
光吸收层；
至少一对相互接触的第一导电层与电子传输层，所述电子传输层与光吸收层接触；
至少一对相互接触的第二导电层与空穴传输层，所述空穴传输层与电子传输层接触，其中，所述第一导电层与第二导电层中至少一者为透明导电层；以及
力致发光层，其中所述力致发光层包括力致发光材料以及聚合物材料，所述力致发光层与所述透明导电层接触。
2.如权利要求1所述的一种力致发光的柔性太阳能电池，其特征在于，
所述力致发光材料为9,10-二(2-(10-己基-10H-吩噻嗪基)-乙烯基蒽、9,10-二((E)-2-吡啶基)-乙烯基蒽、9,10-二[(9,9-二烷基芴)乙烯基]蒽、9,10-烷氧基-连苯乙烯基蒽、9,10-二[(N-咔唑基)乙烯基]蒽、4,4'-二咔唑苯基-四苯乙烯、4,4'-二咔唑基-四苯乙烯、4,4',4”,4”'-四乙氧基-四苯乙烯、2,2'-四苯乙烯醚、1,2-[(4'-丁烷氧基)-(4-苯乙烯-9-丁烷氧基)-(2,7-二氰基)]-二苯乙烯、1,2-二氰基-对四苯乙烯基-二苯乙烯中的一种或多种组合。
3.如权利要求1所述的一种力致发光的柔性太阳能电池，其特征在于，
所述聚合物材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚砜树脂或聚酰亚胺中的一种或多种组合。
4.如权利要求1所述的一种力致发光的柔性太阳能电池，其特征在于，
所述第一导电层为透明导电层，其中所示透明导电层为FTO、ITO、IZO、AZO材料中的一种或多种组合；
所述第二导电层为金属导电层，其中所述金属导电层为铝、银、金、钛、钯、镍、铬、铜中的一种或多种组合。
5.如权利要求1所述的一种力致发光的柔性太阳能电池，其特征在于，
所述电子传输层为SnO2、LiFx、KFx、CsFx、CsOx、MgFx、TiOx、ZnO、ZnS、CdS、CdSe、Zn2SO4、BaSnO3、SrTiO4、C60、PCBM或PC61BM中的一种或多种组合；
所述空穴传输层为Spiro-OMeTAD、CeOx、PCBM、Cu2O、CuO、CuGaO2、CuOx:N、Cu2S、CuS、CuI、CuSCN、CuPc、CuInS2、ZnS、MoOx、MoS2、NiO、WOx、VOx、PEDOT:PPS、P3HT、PTAA、FDT、HPDI或HMDI中的一种或者其组合。
6.如权利要求1～5任一项所述的一种力致发光的柔性太阳能电池，其特征在于，
所述光吸收层为CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbCl3、CH(NH2)2PbI3、CH(NH2)2PbBr3、CH(NH2)2PbCl3、CsPbI3、CH3NH3SnI3、CH(NH2)2SnI3、CsSnI3、CsSnBr3、CsSnCl3、CH3NH3PbIxBr3-x、CH3NH3PbIxCl3-x、CH(NH2)2PbIxBr3-x、CH(NH2)2PbIxCl3-x、(CH3NH3)xFA1-xPbI3、Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-x-y或PbI3Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-xPbImBr3-x中的一种或多种组合。
7.一种力致发光的柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在第一导电层正反面分别形成电子传输层以及力致发光层，其中，所述力致发光层包括力致发光材料以及聚合物材料；
在所述电子传输层上形成光吸收层；
在所述光吸收层上形成空穴传输层；
在所述空穴传输层上形成第二导电层。
8.如权利要求7所述的一种力致发光的柔性太阳能电池，其特征在于，
所述力致发光材料为9,10-二(2-(10-己基-10H-吩噻嗪基)-乙烯基蒽、9,10-二((E)-2-吡啶基)-乙烯基蒽、9,10-二[(9,9-二烷基芴)乙烯基]蒽、9,10-烷氧基-连苯乙烯基蒽、9,10-二[(N-咔唑基)乙烯基]蒽、4,4'-二咔唑苯基-四苯乙烯、4,4'-二咔唑基-四苯乙烯、4,4',4”,4”'-四乙氧基-四苯乙烯、2,2'-四苯乙烯醚、1,2-[(4'-丁烷氧基)-(4-苯乙烯-9-丁烷氧基)-(2,7-二氰基)]-二苯乙烯、1,2-二氰基-对四苯乙烯基-二苯乙烯中的一种或多种组合。
9.如权利要求7所述的一种力致发光的柔性太阳能电池，其特征在于，
所述聚合物材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚二甲基硅氧烷，聚乙烯醇，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，聚醚砜树脂，聚酰亚胺中的一种或多种组合。
10.如权利要求7所述的一种力致发光的柔性太阳能电池，其特征在于，
所述第一导电层为透明导电层，其中所示透明导电层为FTO、ITO、IZO、AZO材料中的一种或多种组合；
所述第二导电层为金属导电层，其中所述金属导电层为铝、银、金、钛、钯、镍、铬、铜中的一种或多种组合。
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