[發(fā)明專利]一種氧化鋅/氧化亞銅薄膜太陽能電池的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110150153.0
• 申請(qǐng)日: 2011-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN102214734A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹丙強(qiáng);魏浩銘;鞏海波;徐紅燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;B82Y40/00
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 宋玉霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于薄膜太陽能電池制備的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氧化鋅/氧化亞銅薄膜太陽能電池的制備方法。

背景技術(shù)

氧化鋅屬于第三代半導(dǎo)體材料，是Ⅱ-Ⅵ族直接寬禁帶半導(dǎo)體氧化物，室溫下禁帶寬度約為3.37eV，激子束縛能高達(dá)60meV，因此能在室溫及更高溫度產(chǎn)生近紫外的短波激子發(fā)光。ZnO有很強(qiáng)的紫外受激輻射和光生伏效應(yīng)，特別適合制作高效率藍(lán)色、紫外發(fā)光和探測(cè)器等光電器件以及太陽能電池等。

目前制備氧化鋅薄膜的方法有有機(jī)化學(xué)氣相沉積法、磁控濺射法、脈沖激光沉積法、分子束外延法等，但是這些方法存在設(shè)備昂貴、工藝復(fù)雜、成本高、產(chǎn)量低等缺點(diǎn)，難以滿足氧化鋅納米材料與器件迅速實(shí)用化的需要，另一個(gè)制約氧化鋅/氧化亞銅太陽能電池實(shí)用的技術(shù)障礙是光電轉(zhuǎn)化效率低。目前采用電化學(xué)沉積法制備出的氧化鋅/氧化亞銅薄膜太陽能電池，需要經(jīng)過熱處理、添加ZnO粉制備緩沖溶液等方法使效率有所提高，但是一方面增加了成本，另一方面效率仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論最大值（18%）。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)存的技術(shù)不足，提供一種氧化鋅/氧化亞銅異質(zhì)結(jié)薄膜太陽能電池的制備方法。

本發(fā)明公開了一種基于電化學(xué)沉積技術(shù)，以透明導(dǎo)電玻璃為襯底制備氧化鋅/氧化亞銅薄膜太陽能電池的方法。

本發(fā)明的氧化鋅/氧化亞銅薄膜太陽能電池的制備方法為：首先通過電化學(xué)沉積在透明導(dǎo)電玻璃上沉積一層氧化鋅納米材料；以制備出的氧化鋅納米材料為基底，沉積一層氧化亞銅薄膜；再通過離子濺射在透明導(dǎo)電玻璃和氧化亞銅上制備金電極，從而獲得太陽能電池。

上述方法的具體步驟如下：

（1）將FTO透明導(dǎo)電玻璃切成1×4cm的基片，接著用光漂洗滌劑超聲清洗30-60?min，再用酒精超聲清洗30-60?min，最后用蒸餾水超聲清洗10-30?min，然后放入烘干箱干燥以備用；

（2）將干燥的基片放入電解槽中，施加0.1-1?mA/cm²的恒電流，在60-90℃下沉積0.5-5h，所采用電解液是濃度為0.03-0.5?mol/l硝酸鋅溶液，制備得到氧化鋅納米材料；

（3）將得到的氧化鋅納米材料放入電解槽，電流密度為0.1-0.3?mA/cm²，在40-80℃下沉積時(shí)間30-90分鐘，得到一層氧化亞銅薄膜，制備出納米氧化鋅/氧化亞銅異質(zhì)結(jié)，采用的電解液為硫酸銅與乳酸的混合液，硫酸銅濃度0.2-0.4?mol/l，乳酸濃度為1-5?mol/l；

（4）以帶孔的鋅金屬片為掩膜，通過離子濺射在氧化亞銅薄膜上制備金電極。

本發(fā)明公開的另一種氧化鋅/氧化亞銅薄膜太陽能電池的制備方法，首先通過電化學(xué)沉積在透明導(dǎo)電玻璃上沉積一層氧化鋅薄膜；以制備出的氧化鋅薄膜為基底，沉積一層氧化亞銅薄膜；再通過離子濺射在透明導(dǎo)電玻璃和氧化亞銅上制備金電極，從而獲得太陽能電池。

上述方法的具體步驟如下：

（1）將FTO透明導(dǎo)電玻璃切成1×4cm的基片，接著用光漂洗滌劑超聲清洗30-60?min，再用酒精超聲清洗30-60?min，最后用蒸餾水超聲清洗10-30?min，然后放入烘干箱干燥以備用；

（2）將干燥的基片放入電解槽中，施加0.1-1?mA/cm²的恒電流，在60-90℃下沉積0.5-5h，所采用電解液是濃度為0.3-0.5?mol/l硝酸鋅溶液，制備得到氧化鋅薄膜；

（3）將得到的氧化鋅薄膜放入電解槽，電流密度為0.1-0.3?mA/cm²，在40-80℃下沉積時(shí)間30-90分鐘，得到一層氧化亞銅薄膜，制備出氧化鋅/氧化亞銅薄膜異質(zhì)結(jié)，采用的電解液為硫酸銅與乳酸的混合液，硫酸銅濃度0.2-0.4?mol/l，乳酸濃度為1-5?mol/l；

（4）以帶孔的鋅金屬片為掩膜，通過離子濺射在氧化亞銅薄膜上制備金電極。

本發(fā)明公開的另一種氧化鋅/氧化亞銅薄膜太陽能電池的制備方法，首先通過電化學(xué)沉積在透明導(dǎo)電玻璃上沉積一層氧化鋅納米線；以制備出的氧化鋅納米線為基底，沉積一層氧化亞銅薄膜；再通過離子濺射在透明導(dǎo)電玻璃和氧化亞銅上制備金電極，從而獲得太陽能電池。

上述方法的具體步驟如下：

（1）將FTO透明導(dǎo)電玻璃切成1×4cm的基片，接著用光漂洗滌劑超聲清洗30-60?min，再用酒精超聲清洗30-60?min，最后用蒸餾水超聲清洗10-30?min，然后放入烘干箱干燥以備用；