[發明專利]一種太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201410727562.6
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104465874A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 李延釗;喬勇;王龍;盧永春
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/074;H01L31/032
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

1.一種太陽能電池制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在襯底上形成第一電極層；

在第一電極層上形成n型半導體薄膜；

在n型半導體薄膜上形成鍺薄膜，利用功能化元素對鍺薄膜進行拓撲化處理，以獲得具有拓撲半導體特性的p型半導體薄膜，所述n型半導體薄膜與具有拓撲半導體特性的p型半導體薄膜配合形成p-n結；

在p型半導體薄膜上形成第二電極層。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述形成鍺薄膜，具體為：

采用原子層沉積工藝形成鍺薄膜；或者，

采用化學氣相沉積工藝形成鍺薄膜；或者，

采用機械剝離轉移工藝形成鍺薄膜；或者，

采用磁控濺射工藝形成鍺薄膜；或者，

采用脈沖激光沉積工藝形成鍺薄膜。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述功能化元素為氟元素、氯元素、溴元素或碘元素。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述利用功能化元素對鍺薄膜進行拓撲化處理，以獲得具有拓撲半導體特性的p型半導體薄膜，具體包括：利用氟元素、氯元素、溴元素或者碘元素對鍺薄膜進行鹵化，以獲得鹵化鍺薄膜。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述對鍺薄膜進行鹵化，具體為：

采用氣相方法對鍺薄膜進行鹵化；或者，

采用液相方法對鍺薄膜進行鹵化；或者，

采用表面修飾方法對鍺薄膜進行鹵化；或者，

采用等離子體處理方法對鍺薄膜進行鹵化。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述n型半導體薄膜為n型硅薄膜、n型石墨烯薄膜、或者n型鍺薄膜。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：

當所述n型半導體薄膜為n型硅薄膜時，所述在第一電極層上形成n型半導體薄膜，具體包括：在溫度為200～400攝氏度的條件下，采用化學氣相沉積工藝在第一電極層上沉積厚度為150nm的硅薄膜，并且通過摻雜工藝向所述硅薄膜內摻雜氮元素、以形成n型半導體薄膜；

當所述n型半導體薄膜為n型石墨烯薄膜時，所述在第一電極層上形成n型半導體薄膜，具體包括：采用原子層沉積工藝在第一電極層上形成厚度為1nm的石墨烯薄膜，并采用摻雜工藝向石墨烯薄膜內摻雜氮元素、以形成n型半導體薄膜；

當所述n型半導體薄膜為n型鍺薄膜時，所述在第一電極層上形成n型半導體薄膜，具體包括：采用機械剝離轉移工藝在第一電極層上形成第一鍺薄膜，并對第一鍺薄膜進行氮元素摻雜激活、以形成n型半導體薄膜。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，采用液相方法對鍺薄膜進行鹵化時，所述對鍺薄膜進行鹵化，包括：在液溴氛圍下對鍺薄膜進行鹵化，液溴濃度為1％～10％，處理溫度為40～80攝氏度，以形成溴化鍺薄膜。

9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，采用氣相方法對鍺薄膜進行鹵化時，所述對鍺薄膜進行鹵化，包括：

在碘氣氛圍下、氣體壓力為1～10帕、處理溫度為60～100攝氏度時對鍺薄膜進行鹵化，以形成碘化鍺薄膜；或者，

在溴氣氛圍下、在氣體壓力為1～10帕、處理溫度為50～400攝氏度時對鍺薄膜進行鹵化，以形成溴化鍺薄膜；或者，

在氯氣氛圍中、處理溫度為50～400攝氏度時對鍺薄膜退火10min，以形成氯化鍺薄膜。

10.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，采用氣相方法對鍺薄膜進行鹵化時，所述對鍺薄膜進行鹵化，包括：在BCl₃氣體的氛圍下對鍺薄膜進行鹵化，氣體壓力為1～10帕，處理溫度為250～350攝氏度，并在鹵素氣體氛圍下90～130攝氏度退火，以形成氯化鍺薄膜。

11.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，采用表面修飾方法對鍺薄膜進行鹵化時，所述對鍺薄膜進行鹵化，包括：將含有鹵素的有機膠體材料涂布在襯底上；將所述襯底涂有有機膠體材料的一側貼壓在鍺薄膜上，以使得有機膠體中的鹵素原子轉移到鍺薄膜上，從而實現鍺薄膜的鹵化。