[發(fā)明專利]太陽能電池中的多孔氧化鋅薄膜的制備裝置及方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110003692.1
• 申請(qǐng)日: 2011-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN102074372A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張家雨;李君勁;管秋梅;張暉朝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01G9/04
• 分類號(hào): H01G9/04;H01G9/20;H01G13/00;H01M14/00;H01L51/48;H01L31/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提出一種太陽能電池中的多孔氧化鋅薄膜的新制備方法，可以用于敏化太陽能電池。

背景技術(shù)

隨著全球人口的增長和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源緊張和環(huán)境污染問題日益緊張。目前，制約太陽能電池市場化應(yīng)用的關(guān)鍵在于提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和降低其成本。而染料敏化太陽能電池在制作工藝方面簡單，其成本低廉。同時(shí)由于量子點(diǎn)具有量子尺寸效應(yīng)，可以通過調(diào)控量子點(diǎn)的大小，使太陽能電池吸收特定波長范圍的光子，所以量子點(diǎn)敏化太陽能電池在理論上講具有更高的應(yīng)用價(jià)值。

敏化太陽能電池最主要的部分為光陽極，即在導(dǎo)電玻璃上生長一層1-10微米厚的氧化物薄膜。其中常見的光陽極的氧化物薄膜為二氧化鈦，氧化鋅。光陽極的制備方法有很多種，如陽極氧化法，水熱法，磁控濺射法等。其中水熱法為常見的制備方法但是這些光陽極的制備方法存在很多缺點(diǎn)，如陽極氧化法制備的光陽極太陽能效率不高，薄膜力學(xué)性能不好，容易破裂；磁控濺射制備的薄膜太致密，不能夠很好的吸收量子點(diǎn)或者染料。鑒于這些原因，本發(fā)明旨在解決這些缺陷，為太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明提出了一種太陽能電池中的多孔氧化鋅薄膜的制備裝置及方法。使用本裝置及方法在導(dǎo)電薄膜上制備的氧化鋅薄膜具有多孔性和結(jié)晶態(tài)，力學(xué)性能好，性能穩(wěn)定。能夠很好應(yīng)用于敏化太陽能電池的制備中，從而有效的減化了敏化太陽能電池的制備工藝，并且降低了敏化太陽能電池的制備成本。應(yīng)用此種方法制備的氧化鋅薄膜——光陽極的敏化太陽能電池具有很高的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種太陽能電池中的多孔氧化鋅薄膜的制備裝置，該裝置包括真空室、分別與該真空室相連的用于向該真空室注入氬氣的高壓氬氣瓶和用于控制從所述真空室抽出氣體流量的分子泵、放置在真空室內(nèi)底部的鉭爐和放置在真空室內(nèi)上部的導(dǎo)電玻璃、放置在鉭爐內(nèi)的氮化硼坩堝，氧化鋅放置在氮化硼坩堝內(nèi)，鉭爐兩端鏈接電源。

本發(fā)明還提供了一種太陽能電池中的多孔氧化鋅薄膜的制備方法，該方法包括如下步驟：首先將真空室中真空度抽至????????????????????????????????????????????????，再通過高壓氬氣瓶向真空室中充入氬氣，再調(diào)節(jié)分子泵抽出氣體流量，進(jìn)而穩(wěn)定真空室中的真空度為5帕；再通過電壓源，緩慢的在鉭爐兩端加上直流電流，這樣就會(huì)使氮化硼坩堝中氧化鋅蒸發(fā)至導(dǎo)電玻璃，然后導(dǎo)電玻璃上就會(huì)形成一層氧化鋅薄膜；再對(duì)形成的氧化鋅薄膜進(jìn)行溫度為450度的烘烤，就可以得到能夠應(yīng)用于太陽能電池多孔氧化鋅薄膜。

優(yōu)選的，高壓氬氣瓶以8毫升每分的速率向真空室中沖入氬氣；在鉭爐兩端加上165安培的直流電流；在導(dǎo)電玻璃上形成一層10微米厚多孔的氧化鋅薄膜。

有益效果：

1）????????????太陽能制作成本減少，制作工藝簡單；

2）????????????此種方法制備的薄膜力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，壽命長；

3）????????????此種方法制備的薄膜具有明顯的孔隙，即薄膜的比表面積更大。

?

附圖說明

圖1為本發(fā)明的蒸發(fā)裝置圖；

圖2為量子點(diǎn)敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為吸附前后氧化鋅薄膜吸收率的對(duì)比圖；

圖4為氧化鋅薄膜烘烤前的電子衍射圖

圖5為氧化鋅薄膜烘烤后的電子衍射圖；

圖6為此種發(fā)明制備的敏化太陽能電池的光伏曲線；

圖7?為太陽能電池的測試電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

參見圖1－7，本發(fā)明提供的太陽能電池中的多孔氧化鋅薄膜的制備裝置，包括真空室4、分別與該真空室4相連的用于向該真空室注入氬氣的高壓氬氣瓶6和用于控制從所述真空室4抽出氣體流量的分子泵5、放置在真空室4內(nèi)底部的鉭爐1和放置在真空室4內(nèi)上部的導(dǎo)電玻璃3、放置在鉭爐1內(nèi)的氮化硼坩堝2，氧化鋅放置在氮化硼坩堝2內(nèi)，鉭爐1兩端施加電壓源。