[發(fā)明專利]一種硫化銻/硅疊層太陽電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610369963.8
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN105810772B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉芳洋;陳鑫;蔣良興
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H01L31/078
• 分類號: H01L31/078;H01L31/18
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所43114
• 代理人: 魏娟

1.一種硫化銻/硅疊層太陽電池，其特征在于：

包括晶硅底電池、硫化銻薄膜頂電池以及中間復(fù)合連接結(jié)構(gòu)層；

所述中間復(fù)合連接結(jié)構(gòu)層由下至上包括二氧化硅鈍化層和高功函數(shù)過渡金屬氧化物層；

所述二氧化硅鈍化層中包含金屬納米顆粒陣列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化銻/硅疊層太陽電池，其特征在于：所述的晶硅底電池為以p型硅為基體、以n型硅為發(fā)射極的單晶硅或者多晶硅太陽電池。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫化銻/硅疊層太陽電池，其特征在于：所述的晶硅底電池背表面包括背電場和背電極。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化銻/硅疊層太陽電池，其特征在于：所述的金屬納米顆粒陣列由Ag、Au或Pd納米顆粒構(gòu)成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化銻/硅疊層太陽電池，其特征在于：所述的中間復(fù)合連接結(jié)構(gòu)層還包括透明導(dǎo)電氧化物TCO層，所述透明導(dǎo)電氧化物TCO層設(shè)置在二氧化硅鈍化層和高功函數(shù)過渡金屬氧化物層之間；所述的透明導(dǎo)電氧化物TCO層由ITO、ZAO或FTO構(gòu)成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硫化銻/硅疊層太陽電池，其特征在于：所述的高功函數(shù)過渡金屬氧化物層由MoO_x、V₂O_x或WO_x構(gòu)成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化銻/硅疊層太陽電池，其特征在于：所述的硫化銻薄膜頂電池由下至上依次為硫化銻吸收層、緩沖層、窗口層和金屬頂電極。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的硫化銻/硅疊層太陽電池，其特征在于：

所述的緩沖層由硫化鎘、硫化鋅、硫化銦、氧化鋅錫或氧化錫鎂構(gòu)成；

所述的窗口層為本征ZnO層或TCO層；

所述的金屬頂電極由Al、Au、Ag或Ni/Al構(gòu)成。

9.一種如權(quán)利要求1～8任一項所述的硫化銻/硅疊層太陽電池的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)在晶硅太陽電池上表面通過真空法或非真空法制備金屬層，經(jīng)過熱退火處理，形成金屬納米顆粒陣列；

2)在所述金屬納米顆粒陣列表面通過磁控濺射法沉積透明導(dǎo)電氧化物TCO層，經(jīng)過退火處理，在晶硅太陽電池表面與透明導(dǎo)電氧化物TCO層之間通過界面反應(yīng)形成二氧化硅鈍化層；

或者，將形成了金屬納米顆粒陣列的晶硅太陽電池表面直接進(jìn)行退火處理，在所述晶硅太陽電池表面形成二氧化硅鈍化層；

3)在所述二氧化硅鈍化層或透明導(dǎo)電氧化物TCO層表面通過真空法或非真空法制備高功函數(shù)過渡金屬氧化物層；

4)在所述高功函數(shù)過渡金屬氧化物層表面制備由硫化銻吸收層、緩沖層、窗口層及金屬頂電極構(gòu)成的硫化銻薄膜太陽電池。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的硫化銻/硅疊層太陽電池的制備方法，其特征在于：

步驟1)中的金屬層厚度為1nm～200nm；

步驟1)中的退火處理溫度為100℃～1000℃，退火處理時間為1min～200min；

步驟2)中的退火處理溫度為200℃～600℃，退火處理時間為1min～200min；

步驟2)中的透明導(dǎo)電氧化物TCO層厚度為10nm～1μm；

步驟3)中的高功函數(shù)過渡金屬氧化物層厚度為10nm～1μm。