一种太阳能电池阴极材料的制备方法与流程

1.本发明涉及电池加工相关技术领域，具体为一种太阳能电池阴极材料的制备方法。


背景技术：

2.聚合物太阳能电池的突出优点是：易加工、质轻、柔性和薄膜。
3.对于真正意义上的柔性，是从基底材料上实现的，传统的太阳能电池是以ito为基材制备，ito是一种质地较脆的陶瓷材料，柔性这块相对较差；与之相比，金属膜材通过蒸镀或溅射的方法，已经实现卷对卷的生产，通过减法工艺制备金属网格性能可以与ito比拟。
4.金属网格用于太阳能电池的最大优点就是柔性、方块电阻低，导电率高，最主要的难点就是金属网格与基底材料的结合力问题、厚度差问题、粘附力问题、不均匀分度电阻分布的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种太阳能电池阴极材料的制备方法，以解决背景技术中提出的问题。
6.为实现目的，本发明提供如下技术方案，一种太阳能电池阴极材料的制备方法，该制备方法包括有以下步骤：
7.s1：在透明基材上通过溅射的方法沉积一层铜膜；
8.s2：通过控制溅射时间来调整铜膜的厚度，使得溅射时间在20-30分钟范围内，所述铜膜的厚度在50-300纳米范围内；
9.s3：使用菲林图案作为金属网格模板，通过黄光工艺和湿法蚀刻，将所述铜膜形成金属网格，控制和调整金属网格的线宽、线距，所述金属网格的线宽在800-2400纳米范围内，最终制备得到柔性金属网格。
10.优选的，所述透明基材选自无色聚酰亚胺薄膜。
11.优选的，所述透明基材选自聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。
12.优选的，所述铜膜的厚度在80纳米至200纳米范围内。
13.优选的，所述金属网格的线宽在1000纳米至2000纳米范围内。
14.一种基于柔性金属网格基材的聚合物太阳能电池，采用太阳能电池阴极材料制备方法所制备的阴极材料，该太阳能电池包括有银层、三氧化钼层、活性层、氧化锌层和柔性金属网格层。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1.通过采用透明基材，如无色聚酰亚胺薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜作为基材，解决了传统太阳能电池基材柔性性能差的问题，这使得太阳能电池具备了更好的柔性和可塑性，能够适应多种形状和应用场景。
17.2.通过使用菲林图案作为金属网格模板，并结合黄光工艺和湿法蚀刻，成功将铜
膜转化为具有所需线宽和线距的金属网格，这使得金属网格具有更好的导电性能，线宽范围在800纳米至2400纳米之间，满足太阳能电池的要求。
18.3.通过控制溅射时间调整铜膜的厚度，实现了对金属膜的精确控制，这种溅射方法制备的铜膜具有良好的粘附力，能够有效解决基材与金属膜之间的结合力问题，同时也解决了基材与膜材厚度差的问题。
19.4.制备的柔性金属网格基材可用于太阳能电池的阴极材料，通过将传统的ito基材转换成柔性金属网格基材，制备的聚合物太阳能电池具有较高的光电转换率，在5.4％-6.7％之间，相比传统电池有着更好的性能。
具体实施方式
20.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.本发明提供一种技术方案：下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
22.一种太阳能电池阴极材料的制备方法，该制备方法包括有以下步骤：
23.s1：在透明基材上通过溅射的方法沉积一层铜膜；
24.s2：通过控制溅射时间来调整铜膜的厚度，使得溅射时间在20-30分钟范围内，铜膜的厚度在50-300纳米范围内；
25.s3：使用菲林图案作为金属网格模板，通过黄光工艺和湿法蚀刻，将铜膜形成金属网格，控制和调整金属网格的线宽、线距，金属网格的线宽在800-2400纳米范围内，最终制备得到柔性金属网格。
26.透明基材选自无色聚酰亚胺薄膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等柔性薄膜，解决了基材的柔性问题。
27.铜膜的厚度通过溅射的时间来控制，溅射的膜材具有良好粘附力，且厚度越大，膜材与基材的结合力越大；一般选择溅射时间为在20-30min左右，溅射的厚度选择区间为50-300nm，这样可以有效改善基材与膜材的厚度差的问题、结合力问题。
28.铜膜的厚度在80纳米至200纳米范围内，金属网格的线宽在1000纳米至2000纳米范围内。
29.一种基于柔性金属网格基材的聚合物太阳能电池，该太阳能电池包括有银层、三氧化钼层、活性层、氧化锌层和柔性金属网格层。通过将传统的ito基材转换成柔性金属网格基材，制备聚合物太阳能电池，光电转换率在5.4％-6.7％之间。
30.具体实施例一
31.一种太阳能电池阴极材料的制备方法，包括以下步骤：
32.s1：在透明基材上通过溅射的方法沉积一层铜膜；
33.s2：通过控制溅射时间调整铜膜的厚度为50纳米；
34.s3：使用菲林图案作为金属网格模板，通过黄光工艺和湿法蚀刻，将铜膜形成线宽为800纳米的金属网格，最终制备得到柔性金属网格。
35.具体实施例二
36.一种太阳能电池阴极材料的制备方法，包括以下步骤：
37.s1：在透明基材上通过溅射的方法沉积一层铜膜；
38.s2：通过控制溅射时间调整铜膜的厚度为80纳米；
39.s3：使用菲林图案作为金属网格模板，通过黄光工艺和湿法蚀刻，将铜膜形成线宽为1000纳米的金属网格，最终制备得到柔性金属网格。
40.具体实施例三
41.一种太阳能电池阴极材料的制备方法，包括以下步骤：
42.s1：在透明基材上通过溅射的方法沉积一层铜膜；
43.s2：通过控制溅射时间调整铜膜的厚度为200纳米；
44.s3：使用菲林图案作为金属网格模板，通过黄光工艺和湿法蚀刻，将铜膜形成线宽为2000纳米的金属网格，最终制备得到柔性金属网格。
45.具体实施例四
46.一种太阳能电池阴极材料的制备方法，包括以下步骤：
47.s1：在透明基材上通过溅射的方法沉积一层铜膜；
48.s2：通过控制溅射时间调整铜膜的厚度为300纳米；
49.s3：使用菲林图案作为金属网格模板，通过黄光工艺和湿法蚀刻，将铜膜形成线宽为2400纳米的金属网格，最终制备得到柔性金属网格。
50.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种太阳能电池阴极材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括有以下步骤：s1：在透明基材上通过溅射的方法沉积一层铜膜；s2：通过控制溅射时间来调整铜膜的厚度，使得溅射时间在20-30分钟范围内，所述铜膜的厚度在50-300纳米范围内；s3：使用菲林图案作为金属网格模板，通过黄光工艺和湿法蚀刻，将所述铜膜形成金属网格，控制和调整金属网格的线宽、线距，所述金属网格的线宽在800-2400纳米范围内，最终制备得到柔性金属网格。2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池阴极材料的制备方法，其特征在于：所述透明基材选自无色聚酰亚胺薄膜。3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池阴极材料的制备方法，其特征在于：所述透明基材选自聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池阴极材料的制备方法，其特征在于：所述铜膜的厚度在80纳米至200纳米范围内。5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池阴极材料的制备方法，其特征在于：所述金属网格的线宽在1000纳米至2000纳米范围内。6.一种基于柔性金属网格基材的聚合物太阳能电池，采用如权利要求1-5任意一项所述的太阳能电池阴极材料制备方法所制备的阴极材料，其特征在于：该太阳能电池包括有银层、三氧化钼层、活性层、氧化锌层和柔性金属网格层。

技术总结
本发明公开了一种太阳能电池阴极材料的制备方法，该制备方法包括有以下步骤：S1：在透明基材上通过溅射的方法沉积一层铜膜；S2：通过控制溅射时间来调整铜膜的厚度，使得溅射时间在20-30分钟范围内，所述铜膜的厚度在50-300纳米范围内；S3：使用菲林图案作为金属网格模板，通过黄光工艺和湿法蚀刻，将所述铜膜形成金属网格，控制和调整金属网格的线宽、线距，所述金属网格的线宽在800-2400纳米范围内，最终制备得到柔性金属网格。本发明通过采用透明基材，如无色聚酰亚胺薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜作为基材，解决了传统太阳能电池基材柔性性能差的问题，这使得太阳能电池具备了更好的柔性和可塑性，能够适应多种形状和应用场景。景。


技术研发人员：苏伟 邹万浪
受保护的技术使用者：深圳市志凌伟业技术股份有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/8/9