[發明專利]一種石墨烯雙結太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201410624955.4
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104332522A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 況亞偉;劉玉申;馬玉龍;徐競;沈小鵬;馮金福
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院;江蘇俊知技術有限公司
• 主分類號: H01L31/0725
• 分類號: H01L31/0725;H01L31/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張俊范

1.一種石墨烯雙結太陽能電池，其特征在于：包括一個由單晶硅(3)表面與石墨烯薄膜(1)構成的肖特基結和一個由低摻雜多晶硅薄膜構成的PN結(10)，所述PN結(10)由N型多晶硅薄膜和P型多晶硅薄膜構成，肖特基結與PN結之間由高摻雜多晶硅薄膜(4)構成的隧道結連接。

2.根據權利要求1所述的石墨烯雙結太陽能電池，其特征在于：所述高摻雜多晶硅薄膜(4)摻雜濃度大于或等于10¹⁹/cm³，厚度為50～500nm。

3.根據權利要求1或2所述的石墨烯雙結太陽能電池，其特征在于：所述單晶硅(3)上設置二氧化硅層(2)，所述二氧化硅層(2)是具有通孔的環狀結構，所述二氧化硅層(2)的表面和由二氧化硅層(2)通孔暴露的單晶硅(3)表面設置石墨烯薄膜(1)，石墨烯薄膜(1)一端引出導線，所述PN結(10)下表面制備導電薄膜(7)一端引出導線。

4.根據權利要求3所述的石墨烯雙結太陽能電池，其特征在于：所述單晶硅(3)是本征晶體、N型摻雜或P型摻雜，厚度為2～5000微米。

5.根據權利要求3所述的石墨烯雙結太陽能電池，其特征在于：所述石墨烯薄膜(1)的厚度為1～100納米。

6.根據權利要求3所述的石墨烯雙結太陽能電池，其特征在于：所述二氧化硅層(2)的厚度為10～2000納米。

7.根據權利要求3所述的石墨烯雙結太陽能電池，其特征在于：所述導電薄膜(7)材質為Cu、Ag、Al、ZnO和ITO中的一種。

8.根據權利要求3所述的石墨烯雙結太陽能電池，其特征在于：所述N型多晶硅薄膜和P型多晶硅薄膜厚度為2～500微米，摻雜濃度為10¹⁴/cm³～10¹⁶/cm³。

9.一種石墨烯雙結太陽能電池的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：a、在單晶硅一側采用等離子化學沉積法依次沉積高摻雜多晶硅薄膜、兩層低摻雜多晶硅薄膜；b、在單晶硅另一側表面制備二氧化硅層；c、在二氧化硅層的表面和由二氧化硅層通孔暴露的單晶硅表面上制備石墨烯薄膜；d、石墨烯薄膜一端引出導線作為電池的正極；e、在兩層低摻雜多晶硅薄膜形成的PN結下表面采用絲網印刷或濺射工藝制備導電薄膜一端引出導線作為電池的負極。

10.根據權利要求9所述的石墨烯雙結太陽能電池的制備方法，其特征在于：采用直接轉移、甩膜、噴涂、浸沾、過濾或石墨烯有機懸浮液平鋪方式制備石墨烯薄膜，干燥后石墨烯薄膜與單晶硅表面緊密貼合。