随机金属网格超薄柔性透明电极和光伏器件及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种随机金属网格超薄柔性透明电极，其特征在于，所述随机金属网格超薄柔性透明电极包括：在硬质生长基底上制备形成牺牲层；加热牺牲层，控制加热的温度和时间，使得牺牲层随机龟裂，产生缝隙；通过物理气相沉积pvd法在牺牲层的表面以及随机龟裂的缝隙之间的硬质生长基底上形成金属层；刻蚀除去牺牲层，生长在牺牲层上的金属层一同被除去，生长在硬质生长基底上的金属层被保留下来，从而得到形成在硬质生长基底上的随机金属网格模板；在随机金属网格模板上电镀金属，增加厚度至700～900nm，得到随机金属网格；在具有随机金属网格的硬质生长基底上采用化学气相沉积cvd法制备致密均匀的柔性薄膜；将柔性薄膜与随机金属网格一同从硬质生长基底上揭下，使得原本与硬质生长基底接触的平坦表面暴露出来，作为平坦化的超薄柔性电极的表面。2.一种如权利要求1所述的随机金属网格超薄柔性透明电极，其特征在于，所述硬质生长基底采用玻璃衬底、石英衬底或硅衬底。3.一种如权利要求1所述的随机金属网格超薄柔性透明电极，其特征在于，所述牺牲层采用金属氧化物。4.一种如权利要求1所述的随机金属网格超薄柔性透明电极，其特征在于，所述金属层采用不与钙钛矿材料发生反应的金属。5.一种如权利要求4所述的随机金属网格超薄柔性透明电极，其特征在于，所述金属层采用金、银、铝、镍和钛中的一种或多种的合金材料。6.一种如权利要求1所述的随机金属网格超薄柔性透明电极，其特征在于，所述柔性薄膜采用聚2
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氯对二甲苯、聚2，5
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二氯对二甲苯、聚对二甲苯、聚2,3,5,6
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四氟对二甲苯、聚1,1’,4,4
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四氟对二甲苯或聚1,1’,2,3,4,4’,5,6
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八氟对二甲苯；所述柔性薄膜的厚度小于5微米。7.一种随机金属网格超薄柔性透明电极的超薄柔性光伏器件，其特征在于，所述柔性光伏器件包括：随机金属网格柔性透明电极、第一传输层、钙钛矿吸光层、第二传输层和金属电极；柔性薄膜没有随机金属网格的表面粘在硬质制备基底的表面；对于正式结构的柔性光伏器件，第一传输层为电子传输层，第二传输层为空穴传输层，在随机金属网格柔性透明电极之上依次生长电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极；或者，对于反式结构的柔性光伏器件，第一传输层为空穴传输层，第二传输层为电子传输层，在随机金属网格柔性透明电极之上依次生长空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层和金属电极；所述随机金属网格柔性透明电极包括：在硬质生长基底上制备形成牺牲层；加热牺牲层，控制加热的温度和时间，使得牺牲层随机龟裂，产生缝隙；通过物理气相沉积pvd法在牺牲层的表面以及随机龟裂的缝隙之间的硬质生长基底上形成金属层；刻蚀除去牺牲层，生长在牺牲层上的金属层一同被除去，生长在硬质生长基底上的金属层被保留下来，从而得到形成在硬质生长基底上的随机金属网格模板；在随机金属网格模板上电镀金属，增加厚度至700～900nm，得到随机金属网格；在具有随机金属网格的硬质生长基底上采用化学气相沉积cvd法制备致密均匀的柔性薄膜；将柔性薄膜与随机金属网格一同从硬质生长基底上揭下，使得原本与硬质生长基底接触的平坦表面暴露出来，作为平坦化的超薄柔性电极的表面。8.一种如权利要求7所述的随机金属网格超薄柔性透明电极，其特征在于，所述硬质制备基底采用玻璃衬底、石英衬底或硅衬底。9.一种如权利要求1所述的随机金属网格超薄柔性透明电极的制备方法，其特征在于，
所述制备方法包括以下步骤：1)提供硬质生长基底，在硬质生长基底上制备形成牺牲层；2)加热牺牲层，控制加热的温度和时间，使得牺牲层随机龟裂，产生缝隙；3)通过pvd法在牺牲层的表面以及随机龟裂的缝隙之间的硬质生长基底上形成金属层；4)刻蚀除去牺牲层，生长在牺牲层上的金属层一同被除去，生长在硬质生长基底上的金属层被保留下来，从而得到形成在硬质生长基底上的随机金属网格模板；5)在随机金属网格模板上电镀金属，增加厚度至700～900nm，得到随机金属网格；6)在具有随机金属网格的硬质生长基底上采用cvd法制备致密均匀的柔性薄膜；7)将柔性薄膜与随机金属网格一同从硬质生长基底上揭下，使得原本与硬质生长基底接触的平坦表面暴露出来，作为平坦化的超薄柔性电极的表面。10.一种如权利要求7所述的随机金属网格超薄柔性透明电极的柔性光伏器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1)提供硬质生长基底，在硬质生长基底上制备形成牺牲层；2)加热牺牲层，控制加热的温度和时间，使得牺牲层随机龟裂，产生缝隙；3)通过pvd法在牺牲层的表面以及随机龟裂的缝隙之间的硬质生长基底上形成金属层；4)刻蚀除去牺牲层，生长在牺牲层上的金属层一同被除去，生长在硬质生长基底上的金属层被保留下来，从而得到形成在硬质生长基底的随机金属网格模板；5)在随机金属网格模板上电镀金属，增加厚度至700～900nm，得到随机金属网格；6)在具有随机金属网格的硬质生长基底上采用cvd法制备致密均匀的柔性薄膜；7)将柔性薄膜与随机金属网格一通从硬质生长基底上揭下，使得原本与硬质生长基底接触的平坦表面暴露出来，作为平坦化的超薄柔性电极的表面；8)将柔性薄膜没有随机金属网格的表面粘到硬质制备基底的表面；9)在平坦化的超薄柔性电极的表面依次生长电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极；或者，在随机金属网格柔性透明电极之上依次生长空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层和金属电极；10)去除硬质制备基底，制备得到正式结构或者反式结构的柔性光伏器件。

技术总结
本发明公开了随机金属网格超薄柔性透明电极和光伏器件及其制备方法。本发明采用在硬质生长基底上形成随机龟裂的牺牲层，再在牺牲层的表面以及随机龟裂的缝隙之间的硬质生长基底上形成金属层，除去牺牲层后再对金属加厚，得到随机金属网格，然后制备柔性薄膜；将柔性薄膜与随机金属网格一同从硬质生长基底上揭下，使得原本与硬质生长基底接触的平坦表面暴露出来，作为平坦化的超薄柔性电极的表面；本发明有效解决了金属网格摩尔纹及表面粗糙度的问题；通过将随机金属网格埋入柔性薄膜，使得随机金属网格的厚度不再受限，能够在保证透明度的同时实现极高的导电性；同时，本发明能够基于透明电极实现超薄(<5μm)超轻超高能质比的钙钛矿光伏器件。质比的钙钛矿光伏器件。质比的钙钛矿光伏器件。


技术研发人员：朱瑞 吴疆 皇甫一鸣
受保护的技术使用者：北京大学长三角光电科学研究院
技术研发日：2021.08.10
技术公布日：2021/11/28