[發(fā)明專利]一種異質(zhì)結(jié)光伏電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810067073.0
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108258124B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭偉
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興利方惠能新能源科技有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/48;H01L51/44
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33285
• 代理人: 陳彩霞

本發(fā)明提供了一種異質(zhì)結(jié)光伏電池及其制備方法，所述異質(zhì)結(jié)光伏電池的制備方法包括：n型硅片的清洗、在所述n型硅片的上表面制備金子塔結(jié)構(gòu)絨面層、在所述金子塔結(jié)構(gòu)絨面層中的金子塔結(jié)構(gòu)的表面制備硅納米線、對所述n型硅片進行鈍化處理、硒化鉬納米顆粒/Spiro?OMeTAD層的制備、PEDOT:PSS層的制備、正面銀柵電極的制備以及背面鋁電極的制備，其中在對所述n型硅片進行鈍化處理的工序中選擇旋涂含有氫氧化鉀和三乙醇鋁的混合溶液，并進行退火處理，以有效降低硅基底表面的缺陷態(tài)，提高相應(yīng)異質(zhì)結(jié)光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種異質(zhì)結(jié)光伏電池及其制備方法。

背景技術(shù)

縱觀太陽能電池發(fā)展的百年時間，出現(xiàn)了各種各樣的太陽能電池，就太陽能電池的發(fā)展時間而言，可以將太陽能電池分為三個大類：第一代太陽能電池具體包括單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池以及非晶硅太陽能電池等硅太陽能電池；第二代太陽能電池具體包括非晶硅薄膜太陽能電池、砷化鎵太陽能太陽能電池、碲化鎘太陽能電池以及銅銦鎵硒太陽能電池等薄膜太陽能電池；第三代太陽能電池具體包括染料敏化太陽能電池、納米晶太陽能電池。有機太陽能電池、有機無機雜化太陽能電池以及鈣鈦礦太陽能電池等新型太陽能電池。

在有機無機雜化太陽能電池的制備過程中，硅基底表面的缺陷態(tài)導(dǎo)致電子空穴復(fù)合，進而大幅降低有機無機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，現(xiàn)有技術(shù)中為了減少硅基底表面的缺陷態(tài)，通常采用甲基化的方式在硅片表面形成Si-CH3鍵以鈍化硅表面，一方面甲基化處理的硅片依然存在大量的缺陷態(tài)，另一方面甲基化處理的工藝較為復(fù)雜且甲基化處理的時間較長，無法進行大規(guī)模的應(yīng)用。因此，針對上述技術(shù)問題，有必要改進硅片表面的鈍化方式，以提高有機無機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種異質(zhì)結(jié)光伏電池及其制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種異質(zhì)結(jié)光伏電池的制備方法，包括以下步驟：（1）n型硅片的清洗：將n型硅片依次在丙酮、乙醇、去離子水中超聲清洗10-15分鐘，然后置入濃H₂SO₄/H₂O₂混合溶液中并加溫至100-110℃保持50-70分鐘，接著用去離子水沖洗所述n型硅片，并用氮氣吹干以備用；（2）在所述n型硅片的上表面制備金字塔結(jié)構(gòu)絨面層：將步驟1得到的所述n型硅片置于NaOH和乙醇的混合溶液中，其中所述混合溶液中，所述NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4-5%，所述乙醇的體積分?jǐn)?shù)為12-15%在80-90℃下刻蝕40-50分鐘以得到所述金字塔結(jié)構(gòu)絨面層，然后將所述n型硅片置于鹽酸溶液中浸泡2-3小時，接著用去離子水沖洗所述n型硅片，接著將所述n型硅片在氫氟酸溶液中浸泡5-10分鐘，并用氮氣吹干以備用；（3）在所述金字塔結(jié)構(gòu)絨面層中的金字塔結(jié)構(gòu)的表面制備硅納米線：將步驟2得到的所述n型硅片置于硝酸銀/氫氟酸混合溶液中，其中所述硝酸銀/氫氟酸混合溶液中氫氟酸的摩爾濃度為4.8mol/l，硝酸銀的摩爾濃度為0.02mol/l，并在室溫下刻蝕10-15分鐘，將刻蝕過的所述n型硅片取出后，用去離子水沖洗，然后浸入濃硝酸中保持50-60分鐘，接著用去離子水清洗硅片，并用氮氣吹干以備用；（4）對所述n型硅片進行鈍化處理：將步驟3得到n型硅片在氫氟酸溶液中浸泡5-10分鐘，接著在所述n型硅片的上表面滴加含有氫氧化鉀和三乙醇鋁的混合溶液并靜置2-5分鐘，接著在1500-2000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下旋涂1-3分鐘，并在300-400℃的溫度下退火40-60分鐘，以鈍化所述n型硅片的上表面，然后在所述n型硅片的下表面滴加含有氫氧化鉀和三乙醇鋁的混合溶液并靜置2-5分鐘，接著在1500-2000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下旋涂1-3分鐘，并在300-400℃的溫度下退火40-60分鐘，以鈍化所述n型硅片的下表面；（5）硒化鉬納米顆粒/Spiro-OMeTAD層的制備：在步驟4得到的n型硅片的上表面旋涂含有硒化鉬納米顆粒的Spiro-OMeTAD溶液，旋涂的轉(zhuǎn)速為2000-4000轉(zhuǎn)/分鐘以及時間為1-5分鐘，然后在氮氣環(huán)境中，并在100-110℃的溫度下退火5-10分鐘，形成所述硒化鉬納米顆粒/Spiro-OMeTAD層；（6）PEDOT:PSS層的制備：在所述硒化鉬納米顆粒/Spiro-OMeTAD層表面旋涂PEDOT:PSS溶液；旋涂的轉(zhuǎn)速為4000-5000轉(zhuǎn)/分鐘以及時間為1-4分鐘，然后在氮氣環(huán)境中，并在110-130℃的溫度下退火20-30分鐘，以形成所述PEDOT:PSS層；（7）正面銀柵電極的制備；（8）背面鋁電極的制備。