[發明專利]一種硅太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201810586050.0
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108831955B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 張軍
• 申請（專利權）人: 海門名馳工業設計有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0216;H01L31/0352
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種硅太陽能電池及其制備方法，所述硅太陽能電池從下至上包括背面電極、背面鈍化層、N型單晶硅片、硅納米線陣列、上表面鈍化層、Spiro?OMeTAD/酞菁銅復合層、PEDOT:PSS層以及正面柵電極，所述PEDOT:PSS層含有鎂元素，通過優化硅太陽能電池結構以及各層的具體工藝參數，使得本發明的硅太陽能電池具有優異的光電轉換效率。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，特別是涉及一種硅太陽能電池及其制備方法。

背景技術

單晶硅太陽電池因其造價過于昂貴，而無法進行廣泛應用，而有機太陽能電池雖然成本較低，然而有機太陽能電池的效率遠低于無機太陽能電池，也無法進行廣泛應用。在此基礎上，人們越來越關注有機-無機雜化太陽能電池的發展進程，有機-無機雜化太陽能電池可以結合有機材料和無機材料的優勢，避免各自的缺陷，以得到較高的光電轉換效率。現有的Si/PEDOT:PSS有機-無機雜化太陽能電池的光電轉換效率在10％左右，有待進一步改善有機-無機雜化太陽能電池的內部結構，以提高其光電轉換效率。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種硅太陽能電池及其制備方法。

為實現上述目的，本發明提出的一種硅太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：

1)N型硅片的清洗；

2)在N型硅片的表面制備硅納米線陣列；

3)對所述步驟2得到的N型硅片進行甲基化處理；

4)接著在所述N型硅片的上表面旋涂含有乙基乙酰乙酸二異丙醇鋁和異丙醇鉿的有機溶液，并進行熱處理，進一步鈍化所述N型硅片的上表面；

5)Spiro-OMeTAD/酞菁銅復合層的制備：在所述步驟4得到的N型硅片的正面依次旋涂Spiro-OMeTAD溶液、熱蒸發酞菁銅、旋涂Spiro-OMeTAD溶液、熱蒸發酞菁銅、旋涂Spiro-OMeTAD溶液、熱蒸發酞菁銅，接著進行第一次退火處理，以形成所述Spiro-OMeTAD/酞菁銅復合層；

6)PEDOT:PSS層的制備：在PEDOT:PSS水溶液中添加一定量的氯化鎂，以形成PEDOT:PSS混合溶液，在所述步驟5得到的N型硅片的正面旋涂所述PEDOT:PSS混合溶液，并進行第二次退火處理，以形成所述PEDOT:PSS改性層；

7)在所述步驟6得到的N型硅片的背面利用原子層沉積法制備一氧化鋁薄層，其中，沉積氧化鋁的速率均為1-2埃米/周期，沉積的周期數為3-5；

8)正面柵電極的制備；

9)背面電極的制備。

如上硅太陽能電池的制備方法，進一步的，在所述步驟(2)中，通過濕法刻蝕或干法刻蝕在N型硅片的表面制備硅納米線陣列，所述硅納米線陣列中的單個硅納米線的長度為1.5-2微米，所述硅納米線的直徑為300-500納米，相鄰硅納米線的間距為400-800納米。

如上硅太陽能電池的制備方法，進一步的，在所述步驟(3)中，首先將步驟(2)得到的N型硅片浸入飽和五氯化磷的氯苯溶液中，在120℃下浸泡1-2小時，接著將該N型硅片從該飽和五氯化磷的氯苯溶液中取出，然后將該N型硅片放置于1mol/L甲基氯化鎂的四氫呋喃溶液中，在85℃下浸泡6-9小時，以在所述N型硅片的表面形成Si-CH₃鍵，以鈍化所述N型硅片。

如上硅太陽能電池的制備方法，進一步的，在所述步驟(4)中，所述含有乙基乙酰乙酸二異丙醇鋁和異丙醇鉿的有機溶液中所述乙基乙酰乙酸二異丙醇鋁的濃度為0.3-0.6mg/ml，所述異丙醇鉿的濃度為0.3-0.6mg/ml，旋涂的轉速為4000-5000轉/分鐘，旋涂的時間為1-3分鐘，所述熱處理的溫度200-300℃，所述熱處理的時間為10-20分鐘。