[發明專利]一種基于選擇性隧穿原理的太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201310412431.4
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103680988A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 郭雪峰;賈傳成;顧春暉
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

1.一種基于選擇性隧穿原理的太陽能電池的制備方法，包括如下步驟：

（1）制備表面平整的寬禁帶半導體；

所述寬禁帶半導體為二氧化鈦或二氧化鋅；

（2）將石墨烯轉移至所述寬禁帶半導體的一表面上，然后繼續在所述石墨烯上組裝光激發材料得到光激發材料層；

（3）在所述寬禁帶半導體的另一表面組裝低功函金屬，即得到所述太陽能電池。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述寬禁帶半導體為二氧化鈦，其通過下述1）-4）中任一種方法制備：

1）二氧化鈦單晶基片的表面進行機械拋光，然后依次在HF水溶液和氧等離子體中進行刻蝕以進行化學拋光，即得；

2）在經機械拋光的鈦片上經磁控濺射蒸鍍鈦，然后在氧氣中退火將鈦氧化成二氧化鈦，再依次在HF水溶液和氧等離子體中進行刻蝕以進行化學拋光，即得；

3）在氧等離子氣氛中，以金屬鈦為靶材，用磁控濺射蒸鍍二氧化鈦，然后依次在HF水溶液和氧等離子體中進行刻蝕以進行化學拋光，即得；

4）在真空條件下，以二氧化鈦顆粒為靶材，用電子束蒸鍍以二氧化鈦，然后依次在HF水溶液和氧等離子體中進行刻蝕以進行化學拋光，即得。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述寬禁帶半導體為二氧化鋅，其通過下述方法制備：氧化鋅單晶的表面進行機械拋光，然后依次在HF水溶液和氧等離子體中進行刻蝕以進行化學拋光，即得。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述光激發材料為Z907染敏分子、染敏Dye-1分子、聚-3己基噻吩或PbS；

所述Z907染敏分子的結構式如式Ⅰ所示，所述敏Dye-1分子的結構式如式Ⅱ所示，

式Ⅰ

式Ⅱ。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述光激發材料通過下述方法進行組裝：

1）所述光激發材料為所述Z907染敏分子，所述Z907染敏分子通過浸涂法或旋涂法組裝到所述石墨烯上；

2）所述光激發材料為所述染敏Dye-1分子，所述染敏Dye-1分子通過浸涂法組裝到所述石墨烯上；

3）所述光激發材料為所述聚-3-己基噻吩，所述聚-3-己基噻吩通過旋涂法組裝到所述石墨烯上；

4）所述光激發材料為PbS，在真空條件下，以PbS粉末為靶材進行電子束蒸鍍。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的制備方法，其特征在于：步驟（3）中，所述低功函金屬為鈦、鋁、銦或銦鎵合金。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述低功函金屬通過下述方法進行組裝：

1）所述低功函金屬為鈦，以金屬鈦為靶材，在氬氣等離子體氛圍，經磁控濺射進行組裝鈦；

2）所述低功函金屬為鋁，以金屬鋁為靶材，在氬氣等離子體氛圍，經磁控濺射進行組裝鋁；

3）所述低功函金屬為銦，以金屬銦為靶材，在真空條件下，經熱蒸鍍進行組裝銦；

4）所述低功函金屬為銦鎵合金，將液態的銦鎵合金滴到所述寬禁帶半導體的表面，然后用銅片壓平整即可。

8.權利要求1-7中任一項所述方法制備的太陽能電池。