[發(fā)明專利]提高石墨烯肖特基結(jié)太陽電池性能的復(fù)合減反膜、太陽電池及制備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810540168.X
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108807557B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曙光;溫雷
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/028;H01L31/07;H01L31/18
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

本發(fā)明屬于太陽電池的技術(shù)領(lǐng)域，公開了提高石墨烯肖特基結(jié)太陽電池性能的復(fù)合減反膜、太陽電池及制備。復(fù)合減反膜，包括依次疊加的三氧化鉬層和氧化鋯層，三氧化鉬層設(shè)置于石墨烯肖特基結(jié)太陽電池的石墨烯層上方。石墨烯肖特基結(jié)太陽電池由下至上依次包括底電極、GaAs襯底、石墨烯層、頂電極、三氧化鉬層、氧化鋯層。本發(fā)明在石墨烯肖特基結(jié)太陽能電池中引入復(fù)合減反膜，提高了電池的開路電壓，并且有效提高太陽電池的短路電流。本發(fā)明的方法簡單有效，成本低，通過復(fù)合減反膜的引入使得電池的光電轉(zhuǎn)換效率明顯提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能電池的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高石墨烯肖特基結(jié)太陽電池性能的復(fù)合減反膜、石墨烯肖特基結(jié)太陽電池及其制備方法。

背景技術(shù)

石墨烯是一種由碳原子形成的蜂窩狀平面薄膜，具有高電導(dǎo)率，高透光度，功函數(shù)可調(diào)等特點，廣泛應(yīng)用在太陽能電池上。石墨烯具有類金屬的性質(zhì)，功函數(shù)大于GaAs，與GaAs接觸可以形成肖特基接觸，利用肖特基結(jié)可以制備太陽能電池。石墨烯-GaAs肖特基結(jié)太陽電池，相比主流的硅太陽能電池具有工藝簡單、成本低廉等優(yōu)點，具有很好的應(yīng)用前景。但是，常規(guī)的石墨烯肖特基結(jié)太陽電池由于GaAs表面對太陽光的反射，降低了對太陽光的吸收效率，所以造成電池的短路電路密度不夠高，因此研究如何提高太陽電池對太陽光譜的吸收效率對于提高太陽電池的短路電流密度進(jìn)而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率具有重要的實用價值。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的目的在于一種提高石墨烯肖特基結(jié)太陽電池性能的復(fù)合減反膜。本發(fā)明的復(fù)合減反膜，不僅工藝簡單成本低，而且可以有效提高石墨烯肖特基結(jié)太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種包含復(fù)合減反膜的石墨烯肖特基結(jié)太陽電池及其制備方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種提高石墨烯肖特基結(jié)太陽電池性能的復(fù)合減反膜，包括依次疊加的三氧化鉬層和氧化鋯層，三氧化鉬層設(shè)置于石墨烯肖特基結(jié)太陽電池的石墨烯層上方。

一種包含復(fù)合減反膜的石墨烯肖特基結(jié)太陽電池，包括上述復(fù)合減反膜。所述包含復(fù)合減反膜的石墨烯肖特基結(jié)太陽電池，由下至上依次包括底電極、GaAs襯底、石墨烯層、頂電極、三氧化鉬層、氧化鋯層。所述頂電極裸露或被引出氧化鋯層表面，即有頂電極未被三氧化鉬層和氧化鋯層覆蓋。

頂電極未完全覆蓋石墨烯層。

所述底電極為金電極或銀電極，電極厚度為20～300納米。

所述頂電極為導(dǎo)電銀膠。

所述GaAs襯底為N型GaAs片，摻雜濃度為1×10¹⁷～4×10¹⁸cm^-3。GaAs襯底的面積大小約為1-8英寸。

所述石墨烯的層數(shù)為2～10層。

三氧化鉬層與氧化鋯層組成為復(fù)合減反膜，其中三氧化鉬層的厚度為2～20nm，優(yōu)選為5nm，氧化鋯的厚度為30～200nm，優(yōu)選為50納米。

所述包含復(fù)合減反膜的石墨烯肖特基結(jié)太陽電池的制備方法，包括以下步驟：

(1)底電極的制備：在GaAs襯底的一表面蒸鍍底電極；步驟(1)中蒸鍍溫度為10～80℃，蒸鍍時間為10～60分鐘，底電極厚度為20～300納米；

(2)石墨烯層的制備：將GaAs襯底中鍍有底電極的一面稱為下表面，另一面成為上表面；將石墨烯轉(zhuǎn)移至GaAs襯底的上表面；

(3)頂電極的制備：在石墨烯層上制備頂電極；