本發(fā)明屬于大面積柔性光伏器件制備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種柔性太陽能電池。

背景技術(shù)：

太陽能資源是人類未來最可以依賴的清潔資源，取之不盡，用之不竭。在資源緊缺的情況下，對太陽能的開發(fā)與研究顯得尤為緊迫。

有機(jī)太陽能電池可以采用溶液制法，將有機(jī)半導(dǎo)體材料通過簡單的旋涂，噴涂，刮涂等手段在柔性襯底上制成薄膜電池。通過近二十年Alan J.Heeger、Frederik C.Krebs、Cao Yong以及Yang Yang等人對材料合成、器件物理等方面的研究進(jìn)展，實(shí)驗(yàn)室制備的有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過了10％。但是這些高光電轉(zhuǎn)化效率的有機(jī)太陽能電池器件都是在玻璃基底上制作的，并且由于受限于傳統(tǒng)透明導(dǎo)電材料銦錫氧化物(ITO)較大的方塊電阻，面積只有幾個(gè)平方米，并不適用于大規(guī)模生產(chǎn)卷對卷工藝光伏模組組件。

目前制作大面積有機(jī)太陽能電池的方案有兩種方法：第一種是蒸鍍半透明的薄層金屬來完全替代ITO作為底電極，然而由于金屬層的透明度和厚度成反比，而導(dǎo)電性與厚度成正比，因此電池的導(dǎo)電性與透明度難以兼顧；第二種是在ITO的表面蒸鍍金屬網(wǎng)格，以增強(qiáng)其導(dǎo)電性能；如專利文獻(xiàn)CN 102637826 A公開了一種大面積有機(jī)太陽能電池結(jié)構(gòu)及其制備方法，該方法采用玻璃或聚合物材料作為硬質(zhì)襯底，并將空穴收集電極層以及金屬網(wǎng)格輔助電極層依次沉積于襯底上。然而，在襯底上蒸鍍部分覆蓋的金屬網(wǎng)格必定會改變其表面形貌，凸起的高導(dǎo)電性金屬網(wǎng)格容易導(dǎo)致太陽能電池短路，從而在實(shí)際生產(chǎn)中影響電池的合格率，從而提高生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種柔性太陽能電池，其目的在于優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)太陽能電池的結(jié)構(gòu)，由此解決現(xiàn)有技術(shù)制備大面積柔性太陽能電池合格率低，光電轉(zhuǎn)化效率差的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種柔性太陽能電池，從底面至頂面依次包括：柔性襯底，反射式金屬層，多層光活性層，透明導(dǎo)電層以及金屬網(wǎng)格；

所述反射式金屬層用于反射入射光線，以提高所述柔性太陽能電池的光能吸收率，同時(shí)作為所述柔性太陽能電池的陰極；

所述多層光活性層用于將光能轉(zhuǎn)化為載流子，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能；

所述透明導(dǎo)電層用于作為所述柔性太陽能電池的陽極；

所述金屬網(wǎng)格用于收集透明導(dǎo)電層的電荷，以增強(qiáng)所述透明導(dǎo)電層的導(dǎo)電性能。

優(yōu)選地，所述柔性襯底的厚度為100μm～1mm，材料為不銹鋼、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜或聚酰亞銨中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述反射式金屬層的可見光反射率大于80％，厚度為50nm～1000nm，所述反射式金屬層的材料選自金、銀、銅、鋁、鎳、鈣、鉻中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述多層光活性層的層數(shù)為2層～3層，且每層光活性層的厚度為50nm～500nm，相鄰的光活性層之間設(shè)置有中間層，所述中間層用于吸收相鄰光活性層之間的載流子，并使所述載流子在所述中間層上復(fù)合。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述每層光活性層包括質(zhì)量比為1:10～10:1的電子給體材料和電子受體材料；其中，所述電子給體材料為有機(jī)共軛聚合物或小分子，所述電子受體材料為有機(jī)共軛聚合物、有機(jī)小分子或者石墨烯衍生物。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述中間層的厚度為15nm～105nm。

作為更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述中間層從底面至頂面包括厚度為10nm～100nm的PEDOT：PSS以及厚度為1nm～5nm的PEI。

作為更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述中間層從底面至頂面包括厚度為5nm～30nm的三氧化鉬，厚度為1nm～20nm的銀以及厚度為20nm～50nm的氧化鋅。

優(yōu)選地，在所述反射式金屬層以及所述多層光活性層之間還包括在所述反射式金屬層以及所述多層光活性層之間還包括空穴阻擋層，所述空穴阻擋層的功函數(shù)小于4.0eV，所述空穴阻擋層用于調(diào)整反射式金屬層表面的功函數(shù)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述空穴阻擋層的厚度為1nm～50nm，所述空穴阻擋層的材料選自氧化鋅、氧化鈦、堿金屬碳酸鹽、堿金屬氧化物、聚乙烯亞胺或聚乙氧基乙烯亞胺中的一種或多種。

優(yōu)選地，在所述透明導(dǎo)電層以及所述多層光活性層之間還包括電子阻擋層，所述電子阻擋層的功函數(shù)大于5.0eV，所述電子阻擋層用于調(diào)整透明導(dǎo)電層表面的功函數(shù)。

優(yōu)選地，所述透明導(dǎo)電層的透射率大于80％，厚度為100nm～1000nm，所述透明導(dǎo)電層的材料為PEDOT:PSS、石墨烯、金屬納米線或?qū)щ娊饘傺趸铩?/p>

優(yōu)選地，所述金屬網(wǎng)格中網(wǎng)格的尺寸為100μm～5mm。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述金屬網(wǎng)格所用的網(wǎng)格線的寬度為20μm～500μm，高度為50nm～100μm，材料為金、銀、銅、鋁、鎳、鈣或鉻。

優(yōu)選地，所述柔性太陽能電池的面積大于2cm²。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明將透明導(dǎo)電層設(shè)置于頂端作為柔性太陽能電池的陽極，而底端選用平整的反射式金屬層作為陰極，從而降低了器件表面輪廓高度的起伏程度，降低了短路幾率，經(jīng)驗(yàn)證，本發(fā)明柔性太陽能電池的良率達(dá)到了100％，大大節(jié)省了制造成本和制造時(shí)間；

2.本發(fā)明選用柔性襯底替代傳統(tǒng)的玻璃/ITO，適宜卷對卷加工工藝生產(chǎn)，更適用于可穿戴裝備以及建筑物；

3.本發(fā)明的光活性層為多層結(jié)構(gòu)，而該結(jié)構(gòu)比起傳統(tǒng)的單層結(jié)構(gòu)，更不容易受光活性層部分缺損的影響，從而進(jìn)一步提高了柔性太陽能電池的良率；且多層光活性層太陽能電池相比于傳統(tǒng)單層結(jié)構(gòu)電池具有更高的初始串聯(lián)電阻，同時(shí)在小面積下具有相當(dāng)?shù)墓怆娹D(zhuǎn)化效率；因此，在采用完全相同電極材質(zhì)的條件下，增大相同有效面積也會增加相同大小的串聯(lián)電阻，如此則大面積疊層電池相比于小面積疊層電池增加的串聯(lián)電阻倍數(shù)要比大面積單結(jié)電池相比于小面積單結(jié)電池增加的串聯(lián)電阻倍數(shù)??；當(dāng)太陽能電池的面積加倍時(shí)，其光電轉(zhuǎn)化效率仍能保持同樣結(jié)構(gòu)的太陽能電池80％以上，從而面積增加而造成的光電轉(zhuǎn)化效率損失更少，更適合應(yīng)用于大面積電池的生產(chǎn)；

4.本發(fā)明方法獲得的柔性太陽能電池在有效面積超過10cm²的情況下經(jīng)驗(yàn)證，光電轉(zhuǎn)化效率依然為6％，證實(shí)本發(fā)明的柔性太陽能電池有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中柔性太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明對比例1-4的太陽能電池的電流-電壓曲線圖；

圖3是本發(fā)明對比例1以及對比例5-6的電流-電壓曲線圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中柔性大面積有機(jī)疊層太陽能電池電流-電壓曲線圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本發(fā)明提供了一種柔性太陽能電池，該柔性太陽能電池的面積大于2cm²，從底面至頂面依次包括：柔性襯底，反射式金屬層，多層光活性層，透明導(dǎo)電層以及金屬網(wǎng)格；

其中，所述柔性襯底的厚度為100μm～1mm，材料為不銹鋼、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜或聚酰亞銨中的一種或多種；

所述反射式金屬層的可見光反射率大于80％，厚度為50nm～1000nm，所述反射式金屬層的材料選自金、銀、銅、鋁、鎳、鈣、鉻中的一種或多種；所述反射式金屬層用于反射入射光線，以提高所述柔性太陽能電池的光能吸收率，同時(shí)作為所述柔性太陽能電池的陰極；

由于多層的光活性層能提高載流子的數(shù)量，同時(shí)增加光活性層的厚度從而提高柔性太陽能電池的良率，然而層數(shù)太多則難以優(yōu)化光活性層的電流使之最大化；因此所述多層光活性層的層數(shù)為2層～3層，且每層光活性層的厚度為50nm～500nm，相鄰的光活性層之間設(shè)置有15nm～105nm的中間層；所述多層光活性層用于將光能轉(zhuǎn)化為載流子，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能；所述中間層用于吸收相鄰光活性層之間的載流子，并使所述載流子在所述中間層上復(fù)合；

每層光活性層包括質(zhì)量比為1:10～10:1的電子給體材料和電子受體材料，其中，所述電子給體材料為有機(jī)共軛聚合物或小分子，所述電子受體材料為有機(jī)共軛聚合物、有機(jī)小分子或者石墨烯衍生物；可將電子給體材料和電子受體材料制備為并列的兩層作為光活性層，也可將其混合作為光活性層；根據(jù)選取的電子給體材料以及電子受體材料的不同，其質(zhì)量比也不同，通常而言，保持電子給體與電子受體的數(shù)量相等即可，如當(dāng)選取P3HT作為電子給體，而ICBA作為電子受體時(shí)，兩者的質(zhì)量比最優(yōu)為1:1；

由于中間層需要吸收相鄰光活性層之間的載流子，因此通常為多層結(jié)構(gòu)，例如，可以從底面至頂面包括厚度為10nm～100nm的PEDOT：PSS以及厚度為1nm～5nm的PEI，其中，PEI用于修飾PEDOT:PSS上表面的功函數(shù)，使其上下表面功函數(shù)差超過1.1eV；也可以從底面至頂面依次包括厚度為5nm～30nm的三氧化鉬，厚度為1nm～20nm的銀以及厚度為20nm～50nm的氧化鋅，其中，三氧化鉬以及氧化鋅分別用于修飾銀的上表面和下表面的功函數(shù)，使載流子能順利在銀內(nèi)部復(fù)合。

所述透明導(dǎo)電層的透射率大于80％，厚度為100nm～1000nm，所述透明導(dǎo)電層的材料為PEDOT:PSS、石墨烯、金屬納米線或?qū)щ娊饘傺趸铮凰鐾该鲗?dǎo)電層用于作為所述柔性太陽能電池的陽極；

所述金屬網(wǎng)格中網(wǎng)格的尺寸為100μm～5mm，所用的網(wǎng)格線的寬度為20μm～500μm，高度為50nm～100μm，材料為金、銀、銅、鋁、鎳、鈣或鉻；所述金屬網(wǎng)格用于收集透明導(dǎo)電層的電荷，以增強(qiáng)所述透明導(dǎo)電層的導(dǎo)電性能，通常網(wǎng)格線越細(xì)，網(wǎng)格越小越密集，收集電荷也越均勻，然而對制備條件的要求也越高，在實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)客觀生產(chǎn)條件選取制備參數(shù)。

當(dāng)反射式金屬層或者所述透明導(dǎo)電層的功函數(shù)不符合要求時(shí)，在所述反射式金屬層以及所述多層光活性層之間還包括空穴阻擋層，所述空穴阻擋層的材料的功函數(shù)小于4.0eV，用于調(diào)整反射式金屬層表面的功函數(shù)；在所述透明導(dǎo)電層以及所述多層光活性層之間還包括電子阻擋層，所述電子阻擋層的材料的功函數(shù)大于5.0eV，用于調(diào)整透明導(dǎo)電層表面的功函數(shù)；從而在反射式金屬層，多層光活性層以及透明導(dǎo)電層之間形成良好的載流子傳輸，清除勢壘；所述空穴阻擋層的厚度為1nm～50nm，所述空穴阻擋層的材料選自氧化鋅、氧化鈦、堿金屬碳酸鹽、堿金屬氧化物、聚乙烯亞胺或聚乙氧基乙烯亞胺中的一種或多種。

上述柔性太陽能電池的制備方法，依次按照反射式金屬層，多層光活性層，透明導(dǎo)電層以及金屬網(wǎng)格的順序制備，在所述柔性太陽能電池包括空穴阻擋層和/或電子阻擋層時(shí)，則在相應(yīng)步驟之間增加制備步驟即可；

其中，光活性層、中間層、電子阻擋層、空穴阻擋層、透明導(dǎo)電層的制備方法可用涂覆法制備，而反射式金屬層以及金屬網(wǎng)格可用磁控濺射，真空熱蒸發(fā)或納米粒子噴涂制備。

為了進(jìn)一步對以上具體實(shí)施方式進(jìn)行說明，因此下面以附圖結(jié)合實(shí)施例以及對比例進(jìn)一步闡述，還需要說明的是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。在實(shí)施例和對比例中，各英文縮寫表示的中文含義分別如下：ITO—氧化銦錫，P3HT—聚-3己基噻吩，ICBA—茚與C60雙加成物，PEDOT—聚3，4-乙撐二氧噻吩，PSS—聚苯乙烯磺酸鹽，PEI—聚醚酰亞胺，PTB7-Th—聚{4,8-雙[(2-乙基己基)氧基]-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基][3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩-4，6-二基]}，PC₇₁BM—[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯)，PCDTBT—[[9-(1-辛基壬基)-9H-咔唑-2,7-二基]-2,5-噻吩二基-2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基-2,5-噻吩二基]，MEH-PPV—聚對苯乙炔，P3HT:PC₇₁BM—質(zhì)量比為5:4的P3HT以及PC₇₁BM組成的光活性層，PCDTBT:PC₇₁BM—質(zhì)量比為4:5的PCDTBT以及PC₇₁BM組成的光活性層，PTB7-Th:PC₇₁BM—質(zhì)量比為1:2的PTB7-Th以及PC₇₁BM組成的光活性層，PEDOT:PSS—質(zhì)量比為1:10的PEDOT以及PSS組成的中間層或透明導(dǎo)電層，P3HT：ICBA—質(zhì)量比為1:1的P3HT以及ICBA組成的光活性層，PTB7-Th:PC₇₁BM—質(zhì)量比為1:3的PTB7-Th以及PC₇₁BM組成的光活性層

對比例1

對比例1的太陽能電池的面積為1cm²，從底面至頂面依次包括2mm的玻璃/ITO作為硬質(zhì)襯底，80nm～100nm的銀作為反射式金屬層，5nm的PEI作為空穴阻擋層，180nm的第一活性層(P3HT：ICBA)，30nm的PEDOT:PSS以及5nm的PEI組成的中間層，120nm的第二活性層(P3HT：ICBA)以及120nm的透明導(dǎo)電層，面積為1cm²。其制備方法具體包括以下步驟：

S1.以厚度為2mm的玻璃/ITO作為襯底，通過膠帶遮擋，真空蒸鍍得到中心區(qū)域邊長1cm的銀電極，厚度為80nm至100nm。銀電極有一邊額外蒸鍍至玻璃/ITO的邊緣，便于引出接觸測試。在銀電極上旋涂一層5nm厚的PEI，80℃加熱2min。

S2.以P3HT為活性層給體材料，ICBA為活性層受體材料，將兩者以質(zhì)量比為1:1溶于氯苯溶液中，配制成40mg/ml溶液。再將配制好的P3HT/ICBA氯苯溶液以600轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速旋涂在步驟(1)中用PEI修飾好的復(fù)合電極上，并在150℃下進(jìn)行10min退火處理，獲得厚度約為180nm的第一活性層；

S3.在P3HT:ICBA的上表面進(jìn)行親水處理，然后旋涂上一層PEDOT:PSS，在120℃下干燥5min，獲得1mm的PEDOT:PSS。再旋涂一層5nm厚的PEI，80℃加熱2min，PEDOT:PSS和PEI共同組成疊層電池的中間層；

S4.以P3HT為活性層給體材料，ICBA為活性層受體材料，將兩者以質(zhì)量比為1:1溶于氯苯溶液中，配制成40mg/ml溶液。再將配制好的P3HT/ICBA氯苯溶液以600轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速旋涂于步驟S3中的中間層上，并在150℃下進(jìn)行10min退火處理，獲得厚度約為120nm的第二活性層；

S5.對PDMS進(jìn)行表面親水處理并在其上旋涂一層120nm厚的PEDOT:PSS。在其未干燥的情況下壓印至步驟S4中的第二活性層上，在100℃條件下加熱干燥2min，作為透明導(dǎo)電層，獲得所述太陽能電池。

對比例2

對比例2的太陽能電池的結(jié)構(gòu)與對比例1相同，區(qū)別在于面積為5mm²。

對比例3

對比例5的太陽能電池的面積為1cm²，從底面至頂面依次包括2mm的玻璃/ITO作為基底，80nm～100nm的銀作為反射式金屬層，5nm的PEI作為空穴阻擋層，180nm的第一活性層(P3HT:ICBA)以及120nm的透明導(dǎo)電層。

對比例4

對比例6的太陽能電池的結(jié)構(gòu)與對比例5相同，區(qū)別在于面積為5mm²。

對比例5

對比例3的太陽能電池的結(jié)構(gòu)與對比例1相同，區(qū)別在于，在制備步驟S2中，去除約1mm²面積的第一活性層，使得制備獲得的太陽能電池的第一活性層具有1mm²的缺陷。

對比例6

對比例3的太陽能電池的結(jié)構(gòu)與對比例1相同，區(qū)別在于，在制備步驟S3中，去除約1mm²面積的PEDOT:PSS，使得制備獲得的太陽能電池的中間層具有1mm²的缺陷。

實(shí)施例1

實(shí)施例1的太陽能電池的面積為10cm²，從底面至頂面依次包括：聚醚砜薄膜作為柔性襯底，80nm～100nm的銀作為反射式金屬層，5nm的PEI(聚醚酰亞胺)作為空穴阻擋層，180nm的第一活性層(包括質(zhì)量比為1:1的P3HT以及ICBA，中間層(從底面到頂面依次由1mm的PEDOT:PSS以及5nm的PEI組成)，80nm的第二活性層(PTB7-Th:PC₇₁BM)，120nm的PEDOT:PSS作為透明導(dǎo)電層以及80nm的銀質(zhì)金屬網(wǎng)格，如圖1所示；該太陽能電池的制備方法包括以下步驟：

S1.裁剪得到邊長為5cm的聚醚砜薄膜，通過膠帶遮擋，真空蒸鍍得到中心區(qū)域邊長4cm的銀電極，厚度為80nm至100nm。銀電極有一邊額外蒸鍍至柔性襯底邊緣，便于引出接觸測試。在銀電極上旋涂一層5nm厚的PEI作為柔性襯底，80℃加熱2min。

S2.以P3HT為活性層給體材料，ICBA為活性層受體材料，將兩者以質(zhì)量比為1:1溶于氯苯溶液中，配制成40mg/ml溶液。再將配制好的P3HT/ICBA氯苯溶液以600轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速旋涂在步驟(1)中用PEI修飾好的復(fù)合電極上，并在150℃下進(jìn)行10min退火處理，獲得厚度約為180nm的第一活性層；

S3.在P3HT:ICBA上進(jìn)行表面親水處理，然后旋涂上一層PEDOT:PSS，在120℃下干燥5min，獲得1mm的PEDOT:PSS。再旋涂一層5nm厚的PEI，80℃加熱2min，PEDOT:PSS和PEI共同組成疊層電池的中間層；

S4.以PTB7-Th為活性層給體材料，PCBM為活性層受體材料，將兩者以質(zhì)量比為1:3溶于氯苯溶液中，配制成12mg/ml溶液并添加3％體積分?jǐn)?shù)的1，8-二碘辛烷。再將配制好的PTB7-Th:PCBM氯苯溶液以2000轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速旋涂在步驟(3)中的中間層上，獲得厚度約為80nm的第二活性層，然后在高真空度下除掉溶劑；

S5.對PDMS進(jìn)行表面親水處理并在其上旋涂一層120nm厚的PEDOT:PSS。在其未干燥的情況下壓印至步驟(4)中的PTB7-Th:PCBM薄膜上，在100℃條件下加熱干燥2min，作為透明導(dǎo)電層；

S6.繼續(xù)在透明導(dǎo)電層的表面通過真空蒸鍍的方法蒸鍍一層80nm厚的銀網(wǎng)格通道，該網(wǎng)格通道的厚度為80nm，寬度為200μm，間隔為2mm，最后剪裁獲得3.3cm×3.2cm的柔性太陽能電池(即面積為10.5cm²)。

對比例7

對比例7的太陽能電池從底面至頂面依次包括聚醚砜薄膜作為柔性襯底，80nm～100nm的銀作為反射式金屬層，5nm的PEI作為空穴阻擋層，180nm的第一活性層(P3HT:ICBA)，120nm的透明導(dǎo)電層以及80nm的銀網(wǎng)格通道，面積為10cm²；該太陽能電池的制備方法包括以下步驟：

S1.裁剪得到邊長5cm的聚醚砜薄膜，通過膠帶遮擋，真空蒸鍍得到中心區(qū)域邊長4cm的銀電極，厚度為80nm至100nm。銀電極有一邊額外蒸鍍至柔性襯底邊緣，便于引出接觸測試。在銀電極上旋涂一層5nm厚的PEI，80℃加熱2min。

S2.以P3HT為活性層給體材料，ICBA為活性層受體材料，將兩者以質(zhì)量比為1:1溶于氯苯溶液中，配制成40mg/ml溶液。再將配制好的P3HT/ICBA氯苯溶液以600轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速旋涂在步驟(1)中用PEI修飾好的復(fù)合電極上，并在150℃下進(jìn)行10min退火處理，獲得厚度約為180nm的第一活性層。

S3.對PDMS進(jìn)行表面親水處理并在其上旋涂一層120nm厚的PEDOT:PSS。在其未干燥的情況下壓印至步驟S2中的第一活性層上，在100℃條件下加熱干燥2min，作為透明導(dǎo)電層；

S4.繼續(xù)在透明導(dǎo)電層的表面通過真空蒸鍍的方法蒸鍍一層80nm厚的銀網(wǎng)格通道，獲得單結(jié)的太陽能電池。

為了簡化說明書內(nèi)容，將制備獲得的實(shí)施例2-實(shí)施例8的太陽能電池的結(jié)構(gòu)列在表1中；其中，柔性襯底，反射式金屬層，空穴阻擋層，多層光活性層，電子阻擋層，透明導(dǎo)電層以及金屬網(wǎng)格從底面到頂面依次排列，符號“－”表示在實(shí)施例中該結(jié)構(gòu)不存在，表中未列明的結(jié)構(gòu)的參數(shù)和材料均與實(shí)施例1相同；

表1實(shí)施例2-實(shí)施例8的柔性太陽能電池

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在光強(qiáng)為100mW/cm²AM 1.5白光照射條件下測量對比例1-4的電流-電壓曲線如圖2所示。其中，對比例1和對比例2的光電轉(zhuǎn)化效率分別為3.78％和4.86％，即當(dāng)面積加倍時(shí)，降低幅度為18.9％；而缺少中間層和第二活性層的對比例3和對比例4的光電轉(zhuǎn)化效率分別為2.75％和4.70％，降低幅度為41.5％。由此可知，當(dāng)光活性層為多層的太陽能電池與單層的光活性層的太陽能電池相比，在面積較大的情況下，光電轉(zhuǎn)化效率的損失更小。

將對比例1以及對比例5-6的太陽能電池在光強(qiáng)為100mW/cm²AM 1.5白光照射條件下測量電流-電壓曲線如圖3所示?？梢钥闯鰺o論是缺失一部分活性層的對比例5還是缺失一部分中間層的對比例6，相比于對比例1的太陽能電池都沒有太大的性能損失。這表明在制備大面積的太陽能電池的過程中，如果由于制造工藝影響部分活性層或者中間層的完整性，并不會影響太陽能電池的性能。

在光強(qiáng)為100mW/cm²AM1.5白光照射條件下以及無光照條件下對實(shí)施例1進(jìn)行電流-電壓曲線測試，結(jié)果如圖4所示。證實(shí)即使在面積超過10cm²的情況下，采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的有機(jī)太陽能電池仍具有較高的光電轉(zhuǎn)化效率。對實(shí)施例2-實(shí)施例8進(jìn)行測試，也可獲得類似的結(jié)果。

將制備獲得的20個(gè)實(shí)施例1以及20個(gè)對比例7進(jìn)行開路電壓的測試，結(jié)果顯示，20個(gè)實(shí)施例1的開路電壓全部正常，僅有個(gè)別器件的開路電壓稍微偏低0.02V～0.05V。而與此同時(shí)20個(gè)對比例7的開路電壓全部低于0.1V。對比兩種器件的良率可以說明，在光活性層僅為單層時(shí)，良率偏低，極易產(chǎn)生短路情況；而多層活性層的太陽能電池良率高，更適于投入實(shí)際生產(chǎn)制造。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。