[發(fā)明專利]一種碳納米管-硅薄膜疊層太陽能電池及其制備方法

有效

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• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102437226A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 韋進全;王紅光;白曦;賈怡;朱宏偉;王昆林;吳德海
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L31/076
• 分類號: H01L31/076;H01L31/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

1.一種碳納米管-硅薄膜疊層太陽能電池，其包括依序層疊的：透明襯底、透明導電薄膜、硅薄膜層、碳納米管薄膜和背電極，其特征在于：所述硅薄膜層由至少兩層硅薄膜組成，所述硅薄膜層中的硅為非晶硅或微晶硅；所述硅薄膜層與所述碳納米管薄膜構成異質結。

2.根據(jù)權利要求1所述的碳納米管-硅薄膜疊層太陽能電池，其特征在于：所述硅薄膜層選自下述任意一種：PN型雙層硅薄膜、PIN型三層硅薄膜、NPN型三層硅薄膜和NPIN型四層硅薄膜；所述硅薄膜層的厚度為0.2～2μm。

3.根據(jù)權利要求2所述的碳納米管-硅薄膜疊層太陽能電池，其特征在于：所述硅薄膜層為PN型雙層硅薄膜，所述PN型雙層硅薄膜中的P層與所述碳納米管薄膜結合形成CNT/P⁺-P/N結構的疊層太陽能電池。

4.根據(jù)權利要求2所述的碳納米管-硅薄膜疊層太陽能電池，其特征在于：所述硅薄膜層為PIN型三層硅薄膜，所述PIN型三層硅薄膜中的P層與所述碳納米管薄膜結合形成CNT/P⁺-P/I/N結構的疊層太陽能電池。

5.根據(jù)權利要求2所述的碳納米管-硅薄膜疊層太陽能電池，其特征在于：所述硅薄膜層為NPN型三層硅薄膜，所述NPN型三層硅薄膜中的N層與所述碳納米管薄膜結合形成CNT/P⁺-N/P/N結構的疊層太陽能電池。

6.根據(jù)權利要求2所述的碳納米管-硅薄膜疊層太陽能電池，其特征在于：所述硅薄膜層為NPIN型四層硅薄膜，所述NPIN型四層硅薄膜中的N層與所述碳納米管薄膜結合形成CNT/P⁺-N/P/I/N結構的疊層太陽能電池。

7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的碳納米管-硅薄膜疊層太陽能電池，其特征在于：所述碳納米管薄膜為單壁碳納米管薄膜、雙壁碳納米管薄膜或者多壁碳納米管薄膜，其厚度為0.05～2μm。

8.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的碳納米管-硅薄膜疊層太陽能電池，其特征在于：所述透明導電薄膜為氧化銦錫薄膜、氧化鋅鋁薄膜、摻氟氧化錫薄膜或石墨烯薄膜，其厚度為0.1～2μm；所述透明襯底由剛性材料或柔性材料制成；所述背電極由Al、Mo、Ag、Au或石墨烯制成。

9.制備權利要求2-8中任一項所述碳納米管-硅薄膜疊層太陽能電池的方法，包括下述步驟：

1)在透明襯底上蒸鍍透明導電薄膜，并用導線引出；

2)在所述透明導電薄膜上依次沉積N型硅薄膜、P型硅薄膜，形成PN型雙層硅薄膜；或在所述透明導電薄膜上依次沉積N型硅薄膜、I型硅薄膜、P型硅薄膜，形成PIN型三層硅薄膜；或在在所述透明導電薄膜上依次沉積N型硅薄膜、P型硅薄膜、N型硅薄膜，形成NPN型三層硅薄膜；或在在所述透明導電薄膜上依次沉積N型硅薄膜、I型硅薄膜、P型硅薄膜、N型硅薄膜，形成NPIN型三層硅薄膜；

3)將碳納米管薄膜轉移至所述硅薄膜上，形成疊層電池；

4)在所述碳納米管薄膜上制作背電極，并用導線引出，得到所述碳納米管-硅薄膜疊層太陽能電池。