[發明專利]一種硅基鈣鈦礦異質結太陽電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201510283480.1
• 申請日: 2015-05-28
• 公開（公告）號: CN104993059B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 沈輝;吳偉梁;包杰;邱開富
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01L51/46
• 分類號: H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司44104
• 代理人: 李海波

1.一種硅基鈣鈦礦異質結太陽電池，其特征是該太陽電池的結構從上至下依次為：鋁電極、金導電膜、鈣鈦礦、氧化鋁、n型硅片和銀電極，其中鈣鈦礦為CH₃NH₃PbI₃。

2.權利要求1所述的硅基鈣鈦礦異質結太陽電池的制備方法，其特征是包括以下步驟：

（1）選取n型晶體硅片，清洗后干燥；

（2）在干燥后硅片的前表面沉積氧化鋁；

（3）在氧化鋁表面沉積PbI₂；

（4）將沉積有PbI₂的硅片置于反應容器中，通入CH₃NH₃I，采用化學氣相沉積法，使硅片上的PbI₂與CH₃NH₃I發生反應生成鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃；

（5）在鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃上蒸鍍金導電膜；

（6）在金導電膜表面設置鋁作為前電極，在n型晶體硅的背面設置銀作為背電極，即制得硅基鈣鈦礦p型CH₃NH₃PbI₃/n型c-Si異質結太陽電池。

3.根據權利要求2所述的硅基鈣鈦礦異質結太陽電池的制備方法，其特征是：步驟（1）中清洗采用RCA清洗方式，干燥采用N₂干燥。

4.根據權利要求2所述的硅基鈣鈦礦異質結太陽電池的制備方法，其特征是：步驟（2）中采用原子層沉積ALD法在干燥后硅片的前表面沉積氧化鋁，氧化鋁的厚度為2~5nm。

5.根據權利要求4所述的硅基鈣鈦礦異質結太陽電池的制備方法，其特征是：采用原子層沉積ALD法沉積氧化鋁的工藝參數為：沉積溫度為180~220℃，TMA、N₂和H₂O的脈沖時間分別為0.1 s、10 s和0.1 s，流速分別為140~155 sccm、140~155 sccm和195~205 sccm，進行20~50個循環。

6.根據權利要求2所述的硅基鈣鈦礦異質結太陽電池的制備方法，其特征是：步驟（3）中采用蒸鍍法在氧化鋁表面沉積PbI₂，PbI₂的厚度為100~400nm。

7.根據權利要求6所述的硅基鈣鈦礦異質結太陽電池的制備方法，其特征是：采用蒸鍍法在氧化鋁表面沉積PbI₂的工藝參數為：基底溫度為25~30℃，真空度為4~8×10^-4 Pa，蒸發速率為1~4 ?/s。

8.根據權利要求2所述的硅基鈣鈦礦異質結太陽電池的制備方法，其特征是：步驟（4）中所述的反應容器為石英管，石英管的溫度為120~150℃，反應時間為3~6h。

9.根據權利要求2所述的硅基鈣鈦礦異質結太陽電池的制備方法，其特征是：步驟（5）中蒸鍍金導電膜時，基底溫度為25~35℃，真空度為1~4×10^-4 Pa，蒸發速率為0.2~0.4 ?/s。

10.根據權利要求2所述的硅基鈣鈦礦異質結太陽電池的制備方法，其特征是：步驟（6）中在金導電膜表面局部區域設置鋁作為前電極，前電極的厚度為80~100 nm，背電極的厚度為120~300 nm。