[發明專利]一種增強光吸收效率型納米光伏材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710765725.3
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107634107B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 季美;史玉蘭
• 申請（專利權）人: 中建材（合肥）新能源有限公司
• 主分類號: H01L31/0328
• 分類號: H01L31/0328;H01L31/0445;B82Y30/00
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 張加寬

取金屬鋅顆粒和硒粉攪拌混合并置于球磨罐中球磨、過篩，稱量甲醇、去離子水、乙二胺、球磨粉末和水合肼置于燒杯中，混合并油浴加熱，過濾得濾餅，并干燥得干燥物料，取干燥物料填充至模具中，壓制成型并保壓，脫模得坯料置于管式氣氛爐中，通氮氣保護并加熱，得光伏納米基材；取硝酸溶液、硝酸鋁、聚乙烯醇、正硅酸乙酯置于燒杯中攪拌混合，得凝膠液；將光伏納米基材用氫氧化鈉溶液淋洗，靜置晾干得處理基材，將凝膠液對處理基材進行提拉涂膜，涂膜完成后，在室溫下靜置老化得涂膜基材，將硫粉與涂膜基材混合并置于石英管中，密封石英管并通氮氣排除空氣，保溫硫化后，再降溫至室溫，即可制備得一種增強光吸收效率型納米光伏材料。

技術領域

本發明涉及一種增強光吸收效率型納米光伏材料的制備方法，屬于光伏材料技術領域。

背景技術

隨著全球能源需求量的增加，能源短缺和環境的惡化已經成為人類所面臨的愈來愈突出的問題，尋找清潔的能源和可再生的能源已經成為全世界各國人士共同關注的核心問題。太陽能作為一種取之不盡，用之不竭的綠色、環保的能源，如何有效地開發利用太陽能已成為全世界關注的熱點課題，而太陽能電池是開發和利用太陽能最有效的方法之一，其工作原理是利用光電材料吸收太陽能光后發生光電子轉換反應。為了盡快突破太陽電池的發展瓶頸問題，研究者們一直把而實現具有實際應用價值的、效率更高、價格成本低廉、使用壽命長、無毒無害和穩定性高的太陽電池作為一項重大研究課題，于2004年由澳大利亞新南威爾士大學的Green教授提出了第三代太陽能電池。該類電池蘊藏的物理內涵是:首先要保持有第二代太陽能電池低成本的優點，并具有遠高于Shockley-Queisser極限(18%)的高轉換效率、穩定性能更加可靠、原材料來源豐富。目前影響太陽能電池發展的主要問題在于太陽能電池的轉換率不高和穩定性能低。ZnSe(室溫帶寬約為2.8eV)是直接帶隙材料，其半導體體材料和低維材料一直被人們所研究在太陽能電池領域有著巨大的應用前景。本發明通過金屬鋅和硒粉為原料制備納米光伏材料的基材，經溶劑熱法在成功合成了有序陣列的多晶體，使其形成對光吸收具有高效反應性的基體材料，再通過溶膠凝膠技術對基體材料包覆半球狀氧化鋁顆粒，有效增大基體材料的光吸收系數，提高材料的光吸收性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對多晶硅和非晶硅太陽能電池成本低，轉換效率高，但光吸收系數比較低的問題，提供了一種增強光吸收效率型納米光伏材料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

（1）按質量比10:1，取金屬鋅顆粒和硒粉攪拌混合并球磨過篩，得球磨粉末，按重量份數計，分別稱量15～20份甲醇、10～15份去離子水、6～8份乙二胺、10～15份球磨粉末和1～2份水合肼攪拌混合，油浴加熱并過濾，得濾餅，經干燥后得干燥物料；

（2）取干燥物料填充至模具中，壓制成型并脫模得坯料，將坯料置于管式氣氛爐中，燒結處理得光伏納米基材；

（3）按重量份數計，取25～30份質量分數35％硝酸溶液、10～15份硝酸鋁、6～8份聚乙烯醇和5～6份正硅酸乙酯攪拌混合，得凝膠液；

（4）將光伏納米基材用氫氧化鈉溶液淋洗后晾干得處理基材，將凝膠液對處理基材進行提拉涂膜，靜置老化，得涂膜基材；

（5）按質量比1:25，硫化處理后，再按2℃/min降溫至室溫，即可制備得一種增強光吸收效率型納米光伏材料。

步驟（2）所述的壓制成型為在250～300MPa下壓制成型并保壓25～30min。

步驟（2）所述的燒結處理，在氮氣氣氛下，按10℃/min升溫至350～400℃，保溫加熱2～3h。

步驟（4）所述的提拉涂膜提拉速度為4～5mm/s。

步驟（4）所述的硫化處理為在氮氣氣氛下，按3～5℃/min升溫至400～500℃，保溫硫化20～24h。