[發明專利]一種氧化亞銅基多疊層異質結太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201610316088.7
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN105762219B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 臧志剛;魏靖;葉穎;唐孝生
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01L31/0725
• 分類號: H01L31/0725;H01L31/032;H01L31/0328
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種氧化亞銅基多疊層異質結太陽能電池，其特征在于，所述電池包括：玻璃襯底；N-Na共摻雜Cu₂O薄膜層，形成在所述玻璃襯底的一面；AgInZnS量子點層，形成在所述N-Na共摻雜Cu₂O薄膜層上；ZnO透明層，形成在所述AgInZnS量子點層上；陰陽電極，陰極位于所述ZnO透明層上，陽極位于所述N-Na共摻雜Cu₂O薄膜層上。

2.根據權利要求1所述一種氧化亞銅基多疊層異質結太陽能電池，其特征在于，所述陰陽電極均由金屬Au構成。

3.根據權利要求2所述一種氧化亞銅基多疊層異質結太陽能電池，其特征在于，所述陰陽電極均為柵網狀，柵極間距為0.5mm。

4.根據權利要求1所述一種氧化亞銅基多疊層異質結太陽能電池，其特征在于，所述陰極材料為鋁摻雜氧化鋅，所述陽極材料為石墨烯。

5.根據權利要求1所述一種氧化亞銅基多疊層異質結太陽能電池，其特征在于，所述N-Na共摻雜Cu₂O薄膜層厚度為750nm~850nm，所述AgInZnS量子點層厚度為200~300nm，所述ZnO透明層為200~250nm。

6.權利要求1~5任一項所述一種氧化亞銅基多疊層異質結太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟如下：

1）清洗基底：依次采用紫外臭氧、丙酮、乙醇、去離子水清洗，再用氮氣槍吹干；

2） N-Na共摻雜Cu₂O薄膜層的制備：

a、利用蒸鍍系統，真空條件下，熱蒸發純度為99. 99% 的Cu顆粒，在玻璃襯底上形成厚度為450~500nm的Cu膜；

b、將鍍好的Cu膜放入RPE-CVD系統內，在氧等離子體激射下，在氣壓0.13Torr，襯底溫度500℃，氧流量50sccm，氧RF功率30W的條件下氧化Cu膜30min；

c、引入氮等離子體，在氣壓0.18Torr，襯底溫度500℃，氮流量20sccm、氮RF功率20W的條件下對氧化的Cu膜處理10~15min，抑制CuO的生產，形成單晶的Cu₂O；

d、以氮等離子體和Na₂CO₃為源，開展對Cu₂O的N-Na共摻雜生長10~15min，生長參數：氣壓0.18Torr，襯底溫度500℃，氮流量20sccm，Na₂CO₃流量5~10sccm，氮RF功率20W；

e、在溫度為300℃，Ar氣體保護條件下，對制備的Cu₂O薄膜進行退火處理，獲得厚度為750nm~850nm的N-Na共摻雜Cu₂O薄膜層；

3）AgInZnS量子點層的制備：采用旋涂法在N-Na共摻雜Cu₂O薄膜層鍍上一層厚度為200~300nm的AgInZnS量子點層 ；

4）ZnO透明層的制備：采用旋涂法在AgInZnS量子點層上鍍上一層厚度為200~250nm的ZnO層；

5）電極的制備：采用電子束蒸發法系統在上述制得的ZnO層表面和Cu₂O層表面上分別沉積厚度為60~80nm的金電極，或者在步驟1）后先在玻璃基底上制備厚度為100~150nm的石墨烯薄膜作為電池陽極，然后再進行步驟2），制得的ZnO透明層表面上沉積一層鋁摻雜氧化鋅層作為電池陰極。