>[0037] 其中：1鉬箔背電極層，2p型石墨烯背接觸層，3p型碲化鎘薄膜吸收層，4n型硫化 鎘薄膜窗口層，5本征氧化鋅薄膜高阻層，6n型石墨烯導電層，7透明高分子材料防護層。
【具體實施方式】
[0038] 實施例1:制備基于石墨烯的柔性碲化鎘薄膜太陽能電池(如圖1所示)，包括以下 步驟：
[0039] 1)將200nm厚的鉬箔分別用異丙醇、丙酮、四氯化碳、去離子水超聲波清洗 lOmins，將其放在石英舟上并置于管式爐中央，在氫氣IOOsccm和氬氣500sccm混合氣 氛保護下加溫達到l〇〇〇°C后，通入碳源甲烷和待摻雜元素進行石墨烯沉積，甲烷流量為 30sccm，時間為30mins，冷卻后得到p型石墨稀背接觸層，其厚度為0· 35~5nm。
[0040] )將步驟1)得到的覆有p型石墨烯背接觸層的鉬箔作為基底，并置于近空間升 華設備的上石墨塊上，在近空間升華設備的下石墨塊上放置與所述基底相近面積的碲化鎘 源，然后將反應室抽真空至IPa，通入氫氣，去除所述基底表面的雜質(zhì)，然后抽出氫氣，通入 氬氣(含5%體積的氧氣)，通過齒鎢燈加熱上、下石墨塊，其中上石墨塊溫度達到470°C，下 石墨塊溫度達到600°C，并保溫20mins，碲化鎘高溫升華，在基底上沉積，得到p型碲化鎘薄 膜吸收層的厚度為5~15um，之后通過提拉法在p型碲化鎘薄膜吸收層表面沉積CdCl 2薄 膜，然后在氬氣或氮氣的保護下將其進行退火處理使得CdTe晶粒生長，提高其光電轉(zhuǎn)換效 率，退火溫度為420°C，時間為30mins。
[0041] )將步驟2)得到的依次覆有p型石墨烯背接觸層、p型碲化鎘薄膜吸收層的鉬箔 作為基底，采用真空蒸發(fā)沉積設備，以純度大于99. 995%的硫化鎘粉末作為硫化鎘源，其中 反應室氣壓為6 X KT4Pa,硫化鎘源溫度為550°C，基底溫度為50°C，反應時間lOmins，得到 η型硫化鎘薄膜窗口層，其厚度為100~300nm〇
[0042] )通過磁控濺射的方法制備本征氧化鋅薄膜高阻層，將步驟3)得到的依次覆有p 型石墨烯背接觸層、P型碲化鎘薄膜吸收層、η型硫化鎘薄膜窗口層的鉬箔作為基底，通入 氬氣(含有20%體積的氧氣)，溫度為400°C，以純鋅為靶，得到本征氧化鋅薄膜高阻層，其厚 度為 50nm~250nm。
[0043] )將銅箔用異丙醇、丙酮、去離子水超聲波分別清洗20mins，在去離子水之前，用 三氯化鐵、鹽酸水溶液（5g: lml: 100mL)超聲波分別清洗40s，再將銅箔放在石英舟上并置 于管式爐中央，在氫氣IOOsccm和氬氣50〇 SCCm混合氣氛保護下加溫達到1000°C后進行退 火，時間為60mins，然后通入碳源甲燒30sccm進行石墨稀沉積，溫度不變，時間為30mins， 等到自然冷卻至室溫，得到在銅箔上生長的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜上涂上聚甲基丙 烯酸甲酯，之后放入三氯化鐵中腐蝕銅箔，再放入丙酮去除聚甲基丙烯酸甲酯，得到石墨烯 薄膜，最后對該石墨烯薄膜進行η型摻雜后轉(zhuǎn)移到步驟4)所得到的本征氧化鋅薄膜高阻層 上，得到η型石墨稀導電層，其厚度為0. 35~lnm。
[0044] 將透明高分子材料懸涂在步驟5)所得到的η型石墨烯導電層上作為透明高分子 材料防護層，其厚度為200um~2mm，固化后得到基于石墨烯的柔性碲化鎘薄膜太陽能電 池。
[0045] 上述實施例1所得到的基于石墨烯的柔性碲化鎘薄膜太陽能電池的彎曲角度對 比于現(xiàn)有ITO/硫化鎘/碲化鎘/背電極太陽能電池的彎曲角度60°，增大到110°。
[0046] 實施例2:除了步驟1)和步驟5)之外，其他步驟方法與實施例1相同。
[0047] 其步驟1)的具體方法為：將400nm厚的鉬箔分別用異丙醇、丙酮、四氯化碳、去 離子水超聲波清洗15mins，將其放在石英舟上并置于管式爐中央，并將單質(zhì)硼放入反應室 中，在氫氣3〇 SCCm和氬氣50〇SCCm混合氣氛保護下加溫達到1000°C后進行退火，時間為 40min，然后通入碳源甲燒IOOsccm進行石墨稀沉積，時間為30mins，自然冷卻得到p型石墨 烯背接觸層，其厚度約為〇· 35~I. 8nm〇
[0048] 其步驟5)的具體方法為：將銅箔用異丙醇、丙酮、去離子水超聲波分別清洗 lOmins，在去離子水之前，用三氯化鐵、鹽酸水溶液（5g: lml: 100mL)超聲波分別清洗50s， 再將銅箔放在石英舟上并置于管式爐中央，在氫氣3〇SCCm和氬氣500s CCm混合氣氛保護下 加溫達到l〇〇〇°C后進行退火，時間為60mins，然后通入碳源甲烷lOOsccm進行石墨烯沉積， 溫度不變，時間為30mins，等到自然冷卻至室溫，得到在銅箔上生長的石墨烯薄膜，再在石 墨烯薄膜上涂上聚甲基丙烯酸甲酯，之后放入三氯化鐵中腐蝕銅箔，再放入丙酮去除聚甲 基丙烯酸甲酯，得到石墨烯薄膜，最后對該石墨烯薄膜進行η型摻雜后轉(zhuǎn)移到步驟4)所得 到的本征氧化鋅薄膜高阻層上，得到η型石墨烯導電層，其厚度為0. 35nm~lnm。
[0049] 上述實施例2所得到的基于石墨烯的柔性碲化鎘薄膜太陽能電池的彎曲角度對 比于現(xiàn)有ITO/硫化鎘/碲化鎘/背電極太陽能電池的彎曲角度60°，增大到105°。
[0050] 上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新 型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行 修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精 神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1. 一種基于石墨烯的柔性碲化鎘薄膜太陽能電池，其特征在于，包括自下而上依次設 置的鉬箔背電極層、P型石墨烯背接觸層、P型碲化鎘薄膜吸收層、n型硫化鎘薄膜窗口層、 本征氧化鋅薄膜高阻層、n型石墨烯導電層和透明高分子材料防護層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的柔性碲化鎘薄膜太陽能電池，其特征在于，所 述P型石墨烯背接觸層為單層或多層P型摻雜石墨烯薄膜，其摻雜元素選自硼、鉑、金、銅或 銀； 所述n型石墨烯導電層為單層或多層n型摻雜石墨烯薄膜，其摻雜元素選自氮、磷、氧 或氯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的柔性碲化鎘薄膜太陽能電池，其特征在于，所 述透明高分子材料防護層選自PI、PET、PVC、LDPE或PC透明高分子薄膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的柔性碲化鎘薄膜太陽能電池，其特征在于，所 述鉬箔背電極層的厚度為IOOnm~400nm; 所述P型石墨稀背接觸層的厚度為〇? 35nm~5nm; 所述P型蹄化鎘薄膜吸收層的厚度為5um~15um; 所述n型硫化鎘薄膜窗口層的厚度為IOOnm~300nm; 所述本征氧化鋅薄膜高阻層的厚度為50nm~250nm; 所述n型石墨稀導電層的厚度為0? 35nm~lnm; 所述透明高分子材料防護層的厚度為200um~2mm。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于石墨烯的柔性碲化鎘薄膜太陽能電池，包括自下而上依次設置的鉬箔背電極層、p型石墨烯背接觸層、p型碲化鎘薄膜吸收層、n型硫化鎘薄膜窗口層、本征氧化鋅薄膜高阻層、n型石墨烯導電層和透明高分子材料防護層，本實用新型的優(yōu)點在于，采用石墨烯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的透明導電氧化物材料和背接觸層材料，解決了傳統(tǒng)材料的易脆裂性且折射率高的問題，有效提高太陽能電池彎曲角度和彎折重復性，擴大其利用范圍，同時由于碳源的儲備充分，避免了儲量稀少且價格昂貴的銻、碲、銦、錫、金等材料的使用，大大降低了生產(chǎn)成本。
【IPC分類】H01L31-0224
【公開號】CN204497243
【申請?zhí)枴緾N201520181122
【發(fā)明人】吳京錦, 趙策洲, 趙胤超
【申請人】西交利物浦大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月27日