专利名称：一种太阳能电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池，尤其是涉及一种太阳能电池。
背景技术：
太阳能光伏(发电)作为一个朝阳产业，是全球各国均所大力推动的。但众所周知的是，过高的成本极大地阻碍了太阳能电池的发展，传统的硅电池与薄膜电池(前两代技术，包括所衍生的HIT、聚光太阳能电池等)，由于原材料提纯不易、生产设备昂贵等原因， 成本居高不下，导致太阳能产业并未实现大规模发展。有机太阳能电池作为新一代太阳能技术，他最大的优势就在于成本的低廉，仅为传统太阳能电池的1/4左右，量产后，更完全可具备与火力发电竞争的实力；而且生产过程中完全环保，无污染、无排放；产品可制成柔性薄膜形态，应用更加广阔。因此，有机太阳能电池的出现是太阳能产业革命性的跨越。传统太阳能电池的核心部分都是无机半导体材料。例如第一代的晶体硅太阳能电池，第二代的铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)太阳能电池，它们的核心部分都是无机半导体PN结。有机太阳能电池之所谓称为“有机”，则是因为其核心部分是有机半导体材料，由于有机半导体中的物理过程远比无机半导体复杂，因此其科学理论的发展也不如无机半导体充分，它在有机太阳能电池中起到吸光、分离电荷、传输电荷的作用。有机半导体材料主要分为高分子型和小分子型两种。其中，高分子材料通常称作 “导电高分子”，而小分子材料则称为“共轭小分子”。这些材料的共通之处是，它们的分子中都有一个比较大的共轭结构，这是它们吸收光子、传输电子或者空穴的关键。通常高分子半导体材料更易溶于普通溶剂，而小分子通常无法溶解，这就导致在小分子型半导体材料的制备中，必须使用高耗低效的真空蒸镀工艺；而小分子的提纯则大大易于高分子，这意味着小分子型半导体材料无需依赖较厚的薄膜，也提高了它的稳定性，也就提高了光电转化效率。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种太阳能电池。本实用新型由上至下设有9层，依次为保护层、上封装层、透明电极层、缓冲层、有机电子给体层、有机电子受体层、金属背电极层、下封装层和电池衬底层。所述保护层可采用氟塑料层等，所述氟塑料层可采用乙烯-四氟乙烯共聚物层等，所述保护层的厚度可为0. 02 0. 5mm。所述上封装层可采用树脂材料层等，所述树脂材料层可采用乙烯-醋酸乙烯共聚物层等，所述上封装层的厚度可为0. 1 1mm。所述透明电极层可采用导电薄膜层或玻璃层等，所述玻璃层可采用ITO玻璃层等，所述透明电极层的厚度可为0. 5 2mm。所述缓冲层可采用有机小分子材料层等，所述有机小分子材料层可采用聚苯胺层等，所述缓冲层的厚度可为10 lOOnm。[0011]所述有机电子给体层可采用有机小分子材料层等，所述有机小分子材料层可采用花菁层等，所述有机电子给体层的厚度可为10 lOOnm。有机电子受体层可采用有机小分子材料层等，所述有机小分子材料层可采用富勒烯层等，所述有机电子受体层的厚度可为10 lOOnm。所述金属背电极层采用导电银浆层或导电铝浆层等，所述金属背电极层的厚度可为 0. 1 2mmο所述下封装层可采用树脂材料层等，所述树脂材料层可采用乙烯-醋酸乙烯共聚物层等，所述下封装层的厚度可为0. 1 1mm。所述电池衬底层可采用氟塑料层等，所述氟塑料层可采用泰德拉层等，所述电池衬底层的厚度可为0. 1 2mm。本实用新型所制备的有机可溶性小分子太阳能电池，其受光界面(有机半导体薄膜)的厚度仅有100 200nm，为传统的硅太阳能电池的千分之一，而且有机半导体材料较无机半导体材料廉价得多，因此大大降低了太阳能电池的成本。另外，在制备有机太阳能电池的过程中，无需依赖高温、真空、渣洗、酸洗等高耗能、高排放的工序，不仅完全清洁环保，而且工序环节十分简单，提高生产效率。同时，透明电极可采用柔性制材(如导电PET)，将产品制成轻便的柔性薄膜形态； 通过调节不同有机分子的吸光间隙，可以制备出不同色彩的太阳能电池产品，是继硅电池、 薄膜电池后的第三代太阳能电池技术，适用于便携式电子消费类产品与建筑一体化领域， 与原有负载进行集成设计，提高产品的观赏性。
图1为本实用新型实施例的结构组成示意图。图2为本实用新型实施例的光电转化过程示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型实施例由上至下设有9层，依次为保护层1、上封装层2、透明电极层3、缓冲层4、有机电子给体层5、有机电子受体层6、金属背电极层7、下封装层8和电池衬底层9。所述保护层1采用乙烯-四氟乙烯共聚物层等，所述保护层1的厚度为0. 02 0. 5mmο所述上封装层2采用乙烯-醋酸乙烯共聚物层等，所述上封装层2的厚度为0. 1 Imm0所述透明电极层3可采用导电薄膜层或ITO玻璃层等，所述透明电极层3的厚度为 0. 5 2mm。所述缓冲层4采用聚苯胺层等，所述缓冲层4的厚度为10 lOOnm。所述有机电子给体层5采用花菁层等，所述有机电子给体层5的厚度为10 IOOnm0有机电子受体层6采用富勒烯层等，所述有机电子受体层6的厚度为10 lOOnm。所述金属背电极层7采用导电银浆层或导电铝浆层等，所述金属背电极层7的厚度为0. 1 2mm。所述下封装层8采用乙烯-醋酸乙烯共聚物层等，所述下封装层8的厚度为0. 1 Imm0所述电池衬底层9采用泰德拉层等，所述电池衬底层9的厚度为0. 1 2mm。 在图1中，标记A表示入射光方向。本实用新型是一种有机太阳能电池，属于可溶性小分子型，它既集成了高分子的可溶解性，又具有小分子的高稳定性，无需采用易解体的混合异质结结构，取代的是双层膜结构。本实用新型可利用蒸镀、旋涂、印刷等工艺将多层有机半导体材料制备在透明的导电基材上，如TCO等，再进行隔氧隔水封装，制成太阳能电池产品。其工作原理是电子给体吸收太阳光中的光子，形成激子；激子扩散到电子给体与受体的连接界面上；在界面上激子分离为带负电荷的自由电子，并留下一个带正电荷的空穴，在内建电场的作用下，分别移动到上下两个电极(透明电极和背电极)上，产生了电势能，如果此时将两个电极导通，便会有电流通过。光电转化过程示意图请参见图2。在图2中，各标记与图1相同。以下给出本实用新型的制备工艺首先合成具有光电响应效能的有机半导体材料，同时制备透明电极；再将有机半导体材料根据层结构次序依次采用旋涂、蒸镀或印刷的工艺附着在透明电极之上，形成太阳能电池器件；最后将太阳能电池器件与保护膜进行封装，得到本实用新型所述的太阳能电池。
权利要求1.一种太阳能电池，其特征在于由上至下设有9层，依次为保护层、上封装层、透明电极层、缓冲层、有机电子给体层、有机电子受体层、金属背电极层、下封装层和电池衬底层。
2.如权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于所述保护层的厚度为0.02 0. 5mmο
3.如权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于所述上封装层的厚度为0.1 Imm0
4.如权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于所述透明电极层的厚度为0.5 2mm ο
5.如权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于所述缓冲层的厚度为10 IOOnm0
6.如权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于所述有机电子给体层的厚度为 10 lOOnm。
7.如权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于所述有机电子受体层的厚度为 10 lOOnm。
8.如权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于所述金属背电极层的厚度为 0. 1 2mmο
9.如权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于所述下封装层的厚度为0.1 Imm0
10.如权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于所述电池衬底层的厚度为0.1 2mm ο
专利摘要一种太阳能电池，涉及一种电池。由上至下设有9层，依次为保护层、上封装层、透明电极层、缓冲层、有机电子给体层、有机电子受体层、金属背电极层、下封装层和电池衬底层。是一种有机可溶性小分子太阳能电池，其受光界面的厚度仅有100～200nm，为传统的硅太阳能电池的千分之一，而且较无机半导体材料廉价得多，大大降低太阳能电池成本。制备过程中无需依赖高温、真空、渣洗、酸洗等高耗能、高排放的工序，不仅完全清洁环保，而且工序环节十分简单，提高生产效率。透明电极可采用柔性制材，将产品制成轻便的柔性薄膜形态；可制备出不同色彩的太阳能电池产品，是继硅电池、薄膜电池后的第三代太阳能电池技术。
文档编号H01L51/44GK202025803SQ20112014810
公开日2011年11月2日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者倪斌, 叶毅才, 田清勇, 白华, 瞿光胤, 章春友, 范斌, 范春琳, 陈加坡 申请人:厦门惟华光能有限公司