[發明專利]一種基于硅納米線陣列的太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201810586362.1
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108847428B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 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: H01L31/0236
• 分類號: H01L31/0236;H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于硅納米線陣列的太陽能電池的制備方法，其特征在于：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鋯的有機溶液，并進行熱處理，進一步鈍化所述N型硅片的上表面；

5)P3HT/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P3HT溶液、熱蒸發酞菁銅、旋涂P3HT溶液、熱蒸發酞菁銅、旋涂P3HT溶液，接著進行第一次退火處理，以形成所述P3HT/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；

其中，在所述步驟(5)中，所述P3HT溶液的濃度0.5-1mg/ml，每次旋涂所述P3HT溶液的轉速均為1000-2000轉/分鐘，每次旋涂所述P3HT溶液的時間均為2-4分鐘，每次熱蒸發酞菁銅的速率均為1-2埃米/秒，每次熱蒸發酞菁銅的時間均為3-6秒，所述第一次退火處理的退火溫度為130-160℃，所述第一次退火處理的退火時間為20-40分鐘；

其中，在所述步驟(6)中，PEDOT:PSS混合溶液中的氯化鎂的濃度為0.05-0.5mg/ml，旋涂所述PEDOT:PSS混合溶液的轉速為2000-3000轉/分鐘，旋涂所述PEDOT:PSS混合溶液的時間為1-5分鐘，所述第二次退火處理的退火溫度為110-130℃，所述第二次退火處理的退火時間為15-30分鐘。

2.根據權利要求1所述的基于硅納米線陣列的太陽能電池的制備方法，其特征在于：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1-1.5微米，所述硅納米線的直徑為100-400納米，相鄰硅納米線的間距為200-600納米。

3.根據權利要求1所述的基于硅納米線陣列的太陽能電池的制備方法，其特征在于：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。

4.根據權利要求1所述的基于硅納米線陣列的太陽能電池的制備方法，其特征在于：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鋯的有機溶液中所述乙基乙酰乙酸二異丙醇鋁的濃度為0.3-0.9mg/ml，所述異丙醇鋯的濃度為0.3-0.9mg/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15-30分鐘。

5.根據權利要求1所述的基于硅納米線陣列的太陽能電池的制備方法，其特征在于：在所述步驟(8)中，通過熱蒸鍍金屬銀形成所述正面柵電極，所述正面柵電極的厚度為150-200納米。

6.根據權利要求1所述的基于硅納米線陣列的太陽能電池的制備方法，其特征在于：在所述步驟(9)中，通過熱蒸鍍金屬鋁形成所述背面電極，所述背面電極的厚度為200-300納米。

7.一種基于硅納米線陣列的太陽能電池，其特征在于，采用權利要求1-6任一項所述的方法制備形成的。