CN114171686A - 一种超柔透明太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池技术领域,具体为一种超柔透明太阳能电池的制备方法,通过在硬质衬底表面制备可剥离高透明度超柔衬底,并在这类超柔衬底上用能有效利用紫外光或红外光的光电转换材料构建异质结,通过调节异质结材料的比例和膜层厚度,制备在可见光波段具有高透过率的透明单结太阳能电池或太阳能电池组件,最后分离超柔衬底和硬质衬底,实现超柔透明太阳能电池及其组件的制备。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域,具体为一种超柔透明太阳能电池的制备方法。
背景技术
透明太阳能电池能够在本身透光的同时将光能转化成电能,可用于制造智能玻璃和智能窗户,进而应用到建筑、交通等领域。基于有机光电功能材料或其他类型的薄层光电功能材料制备的超柔透明太阳能电池则具有更易于应用到各种类型材料表面的特点。例如,可以直接将超柔透明太阳能电池贴附于智能眼镜镜片,提供能量来源,同时不影响眼镜的使用体验。也可以与其他各种可穿戴器件结合,在保证美观的同时,提供驱动可穿戴器件所需要的能量。但是,超柔透明太阳能电池的制备仍存在挑战。目前的柔性太阳能电池大多在具有自支撑能力的可弯曲聚合物衬底上制备,不具备超柔的特性,同时,由于主要吸收利用可见波段的太阳光,不具备透明的特性,应用场景由此受到限制。如果直接在超柔衬底上制备透明太阳能电池,则存在基底形变带来的器件制备困难的问题。
发明内容
针对上述背景技术中阐述的问题,本发明提供了一种超柔透明太阳能电池的制备方法,通过在硬质衬底表面制备可剥离高透明度超柔衬底,并在这类超柔衬底上用能有效利用紫外光或红外光的光电转换材料构建异质结,通过调节异质结材料的比例和膜层厚度,制备在可见光波段具有高透过率的透明单结太阳能电池或太阳能电池组件,最后分离超柔衬底和硬质衬底,实现超柔透明太阳能电池及其组件的制备。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种超柔透明太阳能电池的制备方法,包括:
S1、提供可自支撑基板;
S2、在可自支撑基板上制备可剥离的超柔透明衬底层;
S3、在可剥离的超柔透明衬底层上制备单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件;
S4、将超柔透明衬底层以及单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件从可自支撑基板上剥离,完成超柔透明太阳能电池的制备。
所述可自支撑基板包括硬质基板或可自支撑柔性基板。
所述可自支撑基板包括硅基板、硅/氧化硅基板、玻璃基板、PMMA基板、PET基板、PI基板或金属基板中的一种。
所述超柔透明衬底层包括可拉伸超柔透明衬底层和非可拉伸超柔透明衬底层;所述超柔透明衬底层厚度范围是100纳米到500微米。
所述超柔透明衬底层的制备方法为:通过旋涂、狭缝涂布、真空蒸镀、磁控溅射、原子层沉积、化学气相沉积、卷对卷涂布的膜层制备方法在可自支撑基板上制备超柔透明衬底层,所述超柔透明衬底层所用材料包括聚合物材料或薄层无机材料,以及聚合物材料和薄层无机材料的叠层或复合材料。
所述聚合物材料或薄层无机材料包括聚酰亚胺、丙烯酸弹性体VHB、PDMS、PET、PEN、PI、PE、SEBS、PMMA、SU-8、薄层SiO2、薄层TiO2、薄层Al2O3、薄层SnO2。
所述超柔透明衬底层的制备方法为:
S201、在可自支撑基板上制备表面处理层或牺牲层;
S202、在表面处理层或牺牲层上方,制备超柔透明衬底层。
所述表面处理层包括表面活性剂处理层、表面疏水处理层;所述牺牲层材料包括水溶性材料、有机、酸性或碱性溶剂可溶解材料或激光可完全或部分热熔材料。所述S3包括:
S301、在超柔透明衬底层上方制备相互之间存在第一电隔离间隙的图案化第一电极阵列;
S302、在第一电极阵列上方制备图案化的在太阳光可见波段具有高透过率的光电转换功能层,图案化的光电转换功能层在错开第一电极间隙的位置对第一电极阵列的每个单元形成部分暴露,形成串联连接线;
S303、在透明光电转换功能层上方制备相互之间存在第二电隔离间隙的第二电极阵列,第二电隔离间隙位置与第一电隔离间隙和串联连接线错开,第二电极阵列与第一电极阵列在串联连接线位置形成电连接,完成透明太阳能电池组件的制备。
所述光电转换功能层包括由空穴传输层、光电转换活性层和电子传输层所形成的正向和倒置结构,其中光电转换活性层包括在太阳光可见波段具有高透过率的有机光电转换活性层、钙钛矿光电转换活性层、量子点光电转换活性层、氧化物或卤化物无机半导体活性层中的一种,以及其中两种或三种的叠层。所述光电转换功能层还包括在太阳光可见波段具有高透过率的染料敏化光电转换功能层。
所述图案化第一电极阵列,图案化的光电转换功能层和图案化的第二电极阵列的制备方法包括在制备各层之前制备图案化掩膜层,或在制备各层后利用化学腐蚀、激光刻蚀等方案进行图案化。
所述S4中,超柔透明衬底层以及单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件从可自支撑基板上剥离的方法为:牺牲层去除剥离、激光热熔剥离、机械剥离或超声剥离。
所述将超柔透明衬底层以及单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件从可自支撑基板上剥离后,通过在所述单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件上方制备超柔透明封装层来隔离所述超柔透明太阳能电池和空气中的水分和氧气。
所述将超柔透明衬底层以及单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件从可自支撑基板上剥离包括:在剥离前,通过在所述单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件上方制备超柔透明封装层来隔离所述超柔透明太阳能电池和空气中的水分和氧气。
所述超柔透明封装层的制备方法包括:
步骤一:在可自支撑基板上制备牺牲层或表面处理层;
步骤二:在牺牲层或表面处理层上方制备聚合物材料、薄层无机材料或聚合物材料与无机材料交替堆叠的超柔透明封装层;
步骤三:将转移印章覆盖在所述封装层上方,去除牺牲层或直接揭起封装层,将所述封装层转移到转移印章上;
步骤四:借助转移印章将超柔透明封装层转移到太阳能电池表面,完整覆盖电池单元;
步骤五:去除转移印章;
N次执行步骤一到步骤五,完成超柔透明封装层的制备,N≥1。
N次执行后,在第N层超柔透明封装层上方,覆盖各边长大于所述N层超柔透明封装层各对应边长,边缘有薄层封装增强材料的边缘增强封装层,做第N+1层封装。
所述超柔透明封装层的制备方法还包括:在所述单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件上方直接旋涂或喷涂超柔透明封装层。
本发明还提供一种超柔透明太阳能电池,包括:
超柔透明衬底;
设置在所述超柔透明衬底上的透明太阳能电池或透明太阳能电池组件。
所述超柔透明太阳能电池包括设置在所述单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件上方的N层超柔透明封装层,N≥1;所述超柔透明封装层包括聚合物材料、薄层无机材料或聚合物材料与无机材料的交替堆叠层;所述超柔透明封装层完整覆盖电池单元。
所述超柔透明太阳能电池包括设置在所述第N层超柔透明封装层上方的第N+1层超柔透明封装层;所述第N+1层超柔透明封装层的各边长大于前N层超柔透明封装层各对应边长,并且在其与第N层超柔透明封装层接触面的边缘有薄层封装增强材料;所述封装增强材料包括光刻胶、封装胶。
封装后,所述超柔透明太阳能电池的平均可见光透过率范围在50%-95%。
本发明的有益效果为:本发明通过在硬质衬底表面制备可剥离高透明度超柔衬底,并在这类超柔衬底上用能有效利用紫外光和红外光的光电转换材料构建异质结,通过调节异质结材料的比例和膜层厚度,制备在可见光波段具有高透过率的透明单结太阳能电池或太阳能电池组件,最后分离高透明度超柔衬底和硬质衬底,实现超柔透明太阳能电池及其组件的制备,将透明太阳能电池的可应用场景进一步扩展到智能贴片,可穿戴器件等领域。
附图说明
图1是在可自支撑基板上制备可剥离的超柔透明衬底层的可选方案示例;
图2是一例可选的单结透明太阳能电池结构示意图;
图3是一例可选的透明太阳能电池组件结构示意图;
图4是一例超柔透明太阳能电池的封装流程示例;
图5是一例超柔透明太阳能电池组件的制备流程示例。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本发明的技术方案:
本发明以下结合具体实施例进行解说。
实施例1——在可自支撑基板上制备可剥离的超柔透明衬底层的可选方案示例
如图1中方案1所示:在可自支撑基板,例如玻璃(Glass)上制备表面活性剂处理层,例如旋涂一层SDS(十二烷基硫酸钠);然后在表面活性剂处理层上方制备超柔透明衬底层,例如旋涂SEBS膜层;在SEBS膜层上方旋涂紫外光刻胶SU-8,型号可以是2005、2002或2000.5,并进行整片曝光,必要时,在曝光后进行加热固化,加热固化条件为95℃-3min。SEBS与SU-8层共同构成所述超柔透明衬底层。在SU-8层上方进一步基于所选择的光电转换材料制备包括透明底电极(Electrode 1)、光电转换功能层(Functional layers)和透明顶电极(Electrode 2)的单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件。直接将SEBS及以上层从玻璃衬底上机械剥离,或将少量水滴加到SDS所在层,辅助实现SEBS及以上层从硬质衬底上剥离。得到由SEBS/SU-8/Electrode 1/Functional layers/Electrode 2各层构成的超柔透明太阳能电池。
SEBS上方可以不制备起表面平整化作用的SU-8层。可以在可自支撑基板上制备表面疏水处理层,例如单层十八烷基三甲氧基硅烷OTS,取代表面活性剂处理层。
如图1中方案2所示:在可自支撑基板,例如玻璃(Glass)上制备牺牲层葡聚糖(Dextran),后续同方案1所述制备超柔透明衬底层,如SEBS膜层。在SEBS膜层上方进一步基于所选择的光电转换材料制备包括透明底电极(Electrode 1)、光电转换功能层(Functional layers)和透明顶电极(Electrode 2)的单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件。最后用水溶解去除葡聚糖层,实现SEBS及以上各层从硬质衬底上剥离。得到由SEBS/Electrode 1/Functional layers/Electrode 2各层构成的超柔透明太阳能电池。
所用牺牲层材料还可以选用NaCl、金属镍、PEDOT:PSS、薄层ZnO等。根据牺牲层材料的溶解特性,可以选择用稀酸或弱碱去除牺牲层。
如图1中方案3所示:在可自支撑基板玻璃(Glass)上制备PI层,后续同方案1所述进行制备SU-8层。在SU-8层上方进一步基于所选择的光电转换材料制备包括透明底电极(Electrode 1)、光电转换功能层(Functional layers)和透明顶电极(Electrode 2)的单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件。最后利用PI易于从硬质衬底直接揭起的特点,实现PI及以上各层从硬质衬底上剥离。得到由PI/SU-8/Electrode 1/Functional layers/Electrode 2各层构成的超柔透明太阳能电池。
SEBS上方可以不制备起表面平整化作用的SU-8层。PI层可以利用从玻璃衬底方向入射的激光进行部分熔融,再连同PI上方各层从玻璃表面直接揭起。
如图1中方案4所示:在可自支撑基板玻璃(Glass)上依次制备剥离层PI、牺牲层葡聚糖(Dextran)、超柔透明衬底层SEBS。在SEBS膜层上方进一步基于所选择的光电转换材料制备包括透明底电极(Electrode 1)、光电转换功能层(Functional layers)和透明顶电极(Electrode 2)的单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件。然后利用PI易于从硬质衬底直接揭起的特点,将PI及以上各层从硬质衬底上剥离,再用水溶解去除葡聚糖(Dextran)牺牲层,实现SEBS及上方各层从PI层上剥离。得到由SEBS/Electrode 1/Functionallayers/Electrode 2各层构成的超柔透明太阳能电池。该方案的技术效果是可以去除有一定颜色的PI层,进一步提高柔性透明太阳能电池的透明度。
所用牺牲层材料还可以选用NaCl、金属镍、PEDOT:PSS、薄层ZnO等。根据牺牲层材料的溶解特性,可以选择用稀酸或弱碱去除牺牲层。
所用光电转换功能层对水或氧气敏感时,可以在剥离前或剥离后对超柔透明太阳能电池用超柔透明封装层进行封装。
所述可自支撑基板还可以用其他硬质基板或可自支撑柔性基板,具体包括硅基板、硅/氧化硅基板、PMMA基板、PET基板、PI基板或金属基板等。
可以通过旋涂、狭缝涂布、真空蒸镀、化学气相沉积或卷对卷涂布的膜层制备方法在可自支撑基板上制备所述超柔透明衬底层,所述超柔透明衬底层所用材料包括聚合物材料或薄层无机材料,以及聚合物材料和薄层无机材料的叠层或复合材料。
所述聚合物材料或薄层无机材料还包括聚酰亚胺、丙烯酸弹性体VHB、PDMS、PET、PMMA、薄层SiO2、薄层TiO2、薄层Al2O3、薄层SnO2。
实施例2——单结透明太阳能电池的制备示例
如图2所示,超柔透明衬底层上方的单结透明太阳能电池由底电极(Electrode1)、光电转换功能层(Functional layers)和顶电极(Electrode2)构成。在本实施例中,可选的,底电极由在高真空系统中溅射的透明ITO电极构成;光电转换功能层由依次旋涂的空穴传输层PEDOT:PSS,光电转换活性层PTB7-Th:IEICO-4F,电子传输层ZnO构成;顶电极由旋涂的AgNWs构成。
需要通过上下电极交叉面积确定器件工作面积时,ITO电极的图案化可以通过激光刻蚀或在溅射时加掩膜板的方式实现,AgNWs电极的图案化可以通过先旋涂再激光刻蚀的方式实现,也可以通过在喷涂AgNWs时加金属掩膜板的方式实现。
通过在1:1到1:10和25mg/mL到5mg/mL范围调节PTB7-Th:IEICO-4F的比例和浓度,可以制备在可见光波段平均透过率为40%-85%可调的超柔透明太阳能电池器件。
实施例3——一例透明太阳能电池组件的制备示例
如图3中301所示,超柔透明衬底层上方的单结透明太阳能电池由第一电极层(Electrode 1)、光电转换功能层(Functional layers)和第二电极层(Electrode 2)构成。如图3中302所示,在本实施例中,可选的,在超柔透明衬底层(Substrate)上方制备相互之间存在电隔离间隙P1的图案化第一电极层;然后在第一电极层上方制备图案化的在太阳光可见波段具有高透过率的光电转换功能层(Functional layers),图案化的光电转换功能层在错开第一电极间隙的位置对第一电极阵列的每个单元形成部分暴露(P2);进而在光电转换功能层上方制备相互之间存在电隔离间隙P3的第二电极层,完成太阳能电池的组件的制备。第一电极层与第二电极层在P2位置形成串联连接。
所述光电转换功能层包括由空穴传输层、光电转换活性层和电子传输层所形成的正向和倒置结构,其中光电转换活性层包括在太阳光可见波段具有高透过率的有机光电转换活性层、钙钛矿光电转换活性层或量子点光电转换活性层中的一种,以及其中两种或三种的叠层。
所述光电转换功能层还包括在太阳光可见波段具有高透过率的染料敏化光电转换功能层。
所述图案化第一电极阵列,图案化的光电转换功能层和图案化的第二电极阵列的制备方法包括在制备各层之前制备图案化掩膜层,或在制备各层后利用化学腐蚀、激光刻蚀等方案进行图案化。
实施例4——一例超柔透明太阳能电池的封装流程示例
如图4中401所示,在本实施例中,可选的,首先在可自支撑基板玻璃(Glass)旋涂表面活性剂处理层十二烷基硫酸钠(SDS),在SDS上方旋涂聚合物SEBS膜层,干燥后,旋涂SU-8层并曝光,构成SEBS/SU-8复合封装膜层。将转移印章PDMS覆盖在SEBS/SU-8复合封装膜层上方,裁除封装膜层多余部分,使得封装膜层尺寸与太阳能电池需要封装区域相匹配。将整个片子置于去离子水中,使得SEBS/SU-8/PDMS膜层整体从玻璃基板分离,由此得到带转移印章PDMS的SEBS/SU-8封装膜层。
如图4中402所示,将带转移印章PDMS的封装膜层PDMS/SU-8_EN1/SEBS_EN1倒置,然后把位于超柔透明衬底层(Substrate)上方的透明太阳能电池器件(Device)需要封装的区域对准封装膜层中心区域,覆盖到SEBS_EN1膜层上方,让二者自然贴合或在氮气枪弱气流吹压的辅助下贴合,再揭除转移印章PDMS,得到进行过一次封装的超柔透明太阳能电池(Substrate/Device/SEBS_EN1/SU-8_EN1)。在本实施例中,可选的,按前述步骤制备第二个带转移印章PDMS的SEBS/SU-8封装膜层PDMS/SU-8_EN2/SEBS_EN2,并按前述步骤进行第二次封装,得到二次封装的超柔透明太阳能电池(Substrate/Device/SEBS_EN1/SU-8_EN1/SEBS_EN2/SU-8_EN2)。
在前两个封装层制备好之后,可以按前述步骤制备各边长大于第一和第二个封装层的第三个带转移印章PDMS的SEBS/SU-8封装膜层PDMS/SU-8_EN3/SEBS_EN3。在边缘适量涂覆一圈SU8光刻胶(SU-8_edge),制备边缘有薄层封装增强材料的边缘增强封装层(PDMS/SU-8_EN3/SEBS_EN3/SU-8_edge),再重复前述封装操作,封装胶覆盖位置超出前两个封装层的边缘,贴合好后,将整个片子置于紫外灯下曝光,揭除转移印章PDMS,得到三次封装的超柔透明太阳能电池(Substrate/Device/SEBS_EN1/SU-8_EN1/SEBS_EN2/SU-8_EN2/SU-8_edge/SEBS_EN3/SU-8_EN3)。
封装操作可以根据需要执行N次,N≥1。
用边缘有薄层封装增强材料的边缘增强封装层进行的封装操作可以根据需要执行n次,n≥0。
所述超柔透明封装层的制备方法还包括:在所述单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件上方直接旋涂或喷涂超柔透明封装层。
需要说明的是,封装操作可以在剥离前进行。在将超柔透明衬底层(Substrate)及其上方的单结透明太阳能电池或太阳能电池组件(Device)从可自支撑基板上剥离前,在其上方制备超柔透明封装层,再将超柔透明衬底层及其上方的单结透明太阳能电池或太阳能电池组件连同超柔透明封装层从可自支撑基板上剥离,得到封装好的超柔透明太阳能电池。
实施例5——一例超柔透明太阳能电池组件的制备流程示例,器件各层结构为:SEBS/SU-8/ITO/PEDOT:PSS/PTB7-Th:IEICO-4F/ZnO/AgNWs
如图5中501所示,超柔透明太阳能电池组件的制备流程包括以下步骤:
S1.清洗玻璃基板,干燥后作为可自支撑基板。
S2.在玻璃基板上方旋涂表面活性剂处理层十二烷基硫酸钠(SDS);在SDS上方旋涂SEBS层;在SEBS层上方旋涂SU-8层,并进行曝光,SU-8层与SEBS层共同构成超柔透明衬底层。
S3.在超高真空系统中通过磁控溅射在SU-8层上方制备ITO作为第一电极,溅射过程中,利用金属掩膜板形成相互之间存在电隔离间隙P1的图案化第一电极阵列;在ITO电极阵列上方旋涂PEDOT:PSS作为空穴传输层;接着在PEDOT:PSS上方旋涂光电转换活性层,在本实施例中,可选的,所用光电转换活性层为PTB7-Th:IEICO-4F=5:10mg/mL,在60℃热台上退火5分钟;然后旋涂ZnO纳米颗粒层作为电子传输层;在ITO底电极隔离线P1右侧,利用激光刻蚀PEDOT:PSS/PTB7-Th:IEICO-4F/ZnO层,暴露一定宽度的ITO上表面,作为串联接触线P2;旋涂AgNWs作为第二电极;在所述串联接触线右侧,利用激光刻蚀AgNWs层,形成顶电极隔离线P3,完成透明太阳能电池串联组件的制备。
S4.将SEBS及其上方透明太阳能电池串联组件整体从玻璃衬底上剥离下来,可以直接机械剥离,也可以在SEBS下方滴加少量去离子水加速剥离,得到超柔透明太阳能电池串联组件。组件结构如图5中502所示,其中Functional layers由PEDOT:PSS/PTB7-Th:IEICO-4F/ZnO三层构成。
可以先对超柔透明太阳能电池组件用超柔透明封装层进行封装,再将SEBS及其上方透明太阳能电池串联组件整体从玻璃基板上剥离。
也可以将SEBS及其上方透明太阳能电池串联组件整体从玻璃基板上剥离,得到超柔透明太阳能电池串联组件后,再用超柔透明封装层对柔透明太阳能电池串联组件进行封装,提高组件在大气环境工作的稳定性。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (22)
1.一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括:
S1、提供可自支撑基板;
S2、在可自支撑基板上制备可剥离的超柔透明衬底层;
S3、在可剥离的超柔透明衬底层上制备单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件;
S4、将超柔透明衬底层以及单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件从可自支撑基板上剥离,完成超柔透明太阳能电池的制备。
2.根据权利要求1所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述可自支撑基板包括硬质基板或可自支撑柔性基板。
3.根据权利要求2所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述可自支撑基板包括硅基板、硅/氧化硅基板、玻璃基板、PMMA基板、PET基板、PI基板或金属基板中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述超柔透明衬底层包括可拉伸超柔透明衬底层和非可拉伸超柔透明衬底层;所述超柔透明衬底层厚度范围是100纳米到500微米。
5.根据权利要求1所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述超柔透明衬底层的制备方法为:通过旋涂、狭缝涂布、真空蒸镀、磁控溅射、原子层沉积、化学气相沉积、卷对卷涂布的膜层制备方法在可自支撑基板上制备超柔透明衬底层,所述超柔透明衬底层所用材料包括聚合物材料或薄层无机材料,以及聚合物材料和薄层无机材料的叠层或复合材料。
6.根据权利要求5所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述聚合物材料或薄层无机材料包括聚酰亚胺、丙烯酸弹性体VHB、PDMS、PET、PEN、PI、PE、SEBS、PMMA、SU-8、薄层SiO2、薄层TiO2、薄层Al2O3、薄层SnO2。
7.根据权利要求1所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述超柔透明衬底层的制备方法为:
S201、在可自支撑基板上制备表面处理层或牺牲层;
S202、在表面处理层或牺牲层上方,制备超柔透明衬底层。
8.根据权利要求76所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述表面处理层包括表面活性剂处理层、表面疏水处理层;所述牺牲层材料包括水溶性材料、有机、酸性或碱性溶剂可溶解材料或激光可完全或部分热熔材料。
9.根据权利要求1所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述S3包括:
S301、在超柔透明衬底层上方制备相互之间存在第一电隔离间隙的图案化第一电极阵列;
S302、在第一电极阵列上方制备图案化的在太阳光可见波段具有高透过率的光电转换功能层,图案化的光电转换功能层在错开第一电极间隙的位置对第一电极阵列的每个单元形成部分暴露,形成串联连接线;
S303、在透明光电转换功能层上方制备相互之间存在第二电隔离间隙的第二电极阵列,第二电隔离间隙位置与第一电隔离间隙和串联连接线错开,第二电极阵列与第一电极阵列在串联连接线位置形成电连接,完成透明太阳能电池组件的制备。
10.根据权利要求9所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述光电转换功能层包括由空穴传输层、光电转换活性层和电子传输层所形成的正向和倒置结构,其中光电转换活性层包括在太阳光可见波段具有高透过率的有机光电转换活性层、钙钛矿光电转换活性层、量子点光电转换活性层、氧化物或卤化物无机半导体活性层中的一种,以及其中两种或三种的叠层。
11.根据权利要求9所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述光电转换功能层还包括在太阳光可见波段具有高透过率的染料敏化光电转换功能层。
12.根据权利要求9所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述图案化第一电极阵列,图案化的光电转换功能层和图案化的第二电极阵列的制备方法包括在制备各层之前制备图案化掩膜层,或在制备各层后利用化学腐蚀、激光刻蚀等方案进行图案化。
13.根据权利要求1所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述S4中,超柔透明衬底层以及单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件从可自支撑基板上剥离的方法为:牺牲层去除剥离、激光热熔剥离、机械剥离或超声剥离。
14.根据权利要求13所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述将超柔透明衬底层以及单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件从可自支撑基板上剥离后,通过在单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件上方制备超柔透明封装层来隔离超柔透明太阳能电池和空气中的水分和氧气。
15.根据权利要求1所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述将超柔透明衬底层以及单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件从可自支撑基板上剥离包括:在剥离前,通过在所述单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件上方制备超柔透明封装层来隔离所述超柔透明太阳能电池和空气中的水分和氧气。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述超柔透明封装层的制备方法包括:
步骤一:在可自支撑基板上制备牺牲层或表面处理层;
步骤二:在牺牲层或表面处理层上方制备聚合物材料、薄层无机材料或聚合物材料与无机材料交替堆叠的超柔透明封装层;
步骤三:将转移印章覆盖在所述封装层上方,去除牺牲层或直接揭起封装层,将所述封装层转移到转移印章上;
步骤四:借助转移印章将超柔透明封装层转移到太阳能电池表面,完整覆盖电池单元;
步骤五:去除转移印章;
N次执行步骤一到步骤五,完成超柔透明封装层的制备,N≥1。
17.根据权利要求16所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:N次执行后,在第N层超柔透明封装层上方,覆盖各边长大于所述N层超柔透明封装层各对应边长,边缘有薄层封装增强材料的边缘增强封装层,做第N+1层封装。
18.根据权利要求14或权利要求15所述的一种超柔透明太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述超柔透明封装层的制备方法还包括:在所述单结透明太阳能电池或透明太阳能电池组件上方直接旋涂或喷涂超柔透明封装层。
19.一种超柔透明太阳能电池,其特征在于,包括:
可剥离的超柔透明衬底;
设置在所述超柔透明衬底上的透明太阳能电池或透明太阳能电池组件。
20.根据权利要求19所述的超柔透明太阳能电池,其特征在于,包括设置在所述透明太阳能电池或透明太阳能电池组件上方的N层超柔透明封装层,N≥1;所述超柔透明封装层包括聚合物材料、薄层无机材料或聚合物材料与无机材料的交替堆叠层;所述超柔透明封装层完整覆盖电池单元。
21.根据权利要求19所述的超柔透明太阳能电池,其特征在于,包括设置在所述第N层超柔透明封装层上方的第N+1层超柔透明封装层;所述第N+1层超柔透明封装层的各边长大于前N层超柔透明封装层各对应边长,并且在其与第N层超柔透明封装层接触面的边缘有薄层封装增强材料;所述封装增强材料包括光刻胶、封装胶。
22.根据权利要求21所述的超柔透明太阳能电池,其特征在于,封装后,所述超柔透明太阳能电池的平均可见光透过率范围在50%-95%。
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