[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于硅納米線(xiàn)陣列的太陽(yáng)能電池及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810586362.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108847428B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 海門(mén)名馳工業(yè)設(shè)計(jì)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/0236
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/0236;H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種基于硅納米線(xiàn)陣列的太陽(yáng)能電池及其制備方法，所述基于硅納米線(xiàn)陣列的太陽(yáng)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(xiàn)陣列、上表面鈍化層、P3HT/酞菁銅復(fù)合層、PEDOT:PSS層以及正面柵電極，所述PEDOT:PSS層含有鎂元素，通過(guò)優(yōu)化基于硅納米線(xiàn)陣列的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)以及各層的具體工藝參數(shù)，使得本發(fā)明的基于硅納米線(xiàn)陣列的太陽(yáng)能電池具有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于硅納米線(xiàn)陣列的太陽(yáng)能電池及其制備方法。

背景技術(shù)

單晶硅太陽(yáng)電池因其造價(jià)過(guò)于昂貴，而無(wú)法進(jìn)行廣泛應(yīng)用，而有機(jī)太陽(yáng)能電池雖然成本較低，然而有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率遠(yuǎn)低于無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池，也無(wú)法進(jìn)行廣泛應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池的發(fā)展進(jìn)程，有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池可以結(jié)合有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的優(yōu)勢(shì)，避免各自的缺陷，以得到較高的光電轉(zhuǎn)換效率。現(xiàn)有的Si/PEDOT:PSS有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在10％左右，有待進(jìn)一步改善有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以提高其光電轉(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，提供一種基于硅納米線(xiàn)陣列的太陽(yáng)能電池及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種基于硅納米線(xiàn)陣列的太陽(yáng)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(xiàn)陣列；

3)對(duì)所述步驟2得到的N型硅片進(jìn)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(jī)溶液，并進(jìn)行熱處理，進(jìn)一步鈍化所述N型硅片的上表面；

5)P3HT/酞菁銅復(fù)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(fā)酞菁銅、旋涂P3HT溶液、熱蒸發(fā)酞菁銅、旋涂P3HT溶液，接著進(jìn)行第一次退火處理，以形成所述P3HT/酞菁銅復(fù)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(jìn)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(shù)為3-5；

8)正面柵電極的制備；

9)背面電極的制備。

上述基于硅納米線(xiàn)陣列的太陽(yáng)能電池的制備方法，進(jìn)一步的，在所述步驟(2)中，通過(guò)濕法刻蝕或干法刻蝕在N型硅片的表面制備硅納米線(xiàn)陣列，所述硅納米線(xiàn)陣列中的單個(gè)硅納米線(xiàn)的長(zhǎng)度為1-1.5微米，所述硅納米線(xiàn)的直徑為100-400納米，相鄰硅納米線(xiàn)的間距為200-600納米。

上述基于硅納米線(xiàn)陣列的太陽(yáng)能電池的制備方法，進(jìn)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(shí)，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(shí)，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。

上述基于硅納米線(xiàn)陣列的太陽(yáng)能電池的制備方法，進(jìn)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鋯的有機(jī)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(zhuǎn)速為4000-5000轉(zhuǎn)/分鐘，旋涂的時(shí)間為1-3分鐘，所述熱處理的溫度200-300℃，所述熱處理的時(shí)間為15-30分鐘。