[發明專利]一種異質結薄膜太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201910668940.0
• 申請日: 2019-07-23
• 公開（公告）號: CN110556446B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 葉瑛;丁訪暢;王秋瑾;胡雙雙;夏天;周一凡;張平萍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L31/072
• 分類號: H01L31/072;H01L31/0445;H01L31/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種異質結薄膜太陽能電池，其特征在于，包括有導電基底，導電基底的一側或兩側從貼近導電基底位置開始逐層復合有納米鉍顆粒、硫化鉍薄膜、硫化鋅薄膜或氧化鋅薄膜、貴金屬薄膜、透明絕緣層；導電基底的一端通過導線連接至外電路負載的一極，并通過絕緣處理與鍍層分隔；貴金屬薄膜通過導線連接至外電路負載的另一極，構成電流回路；

所述異質結薄膜太陽能電池的制備方法包括如下步驟：

1）導電基底依次經過稀酸、丙酮、無水乙醇、去離子水清洗，并真空干燥，然后將導線和導電基底的一端固定連接，并用透明絕緣膠包覆后真空干燥；

2）將步驟1）處理后的樣品未包覆絕緣膠的一端放入電鍍液中，電鍍后在導電基底表面沉積納米鉍顆粒，形成金屬鉍薄膜，然后在去離子水中沖洗；

3）將步驟2）處理后的樣品放在質量分數為20%～30%的雙氧水中氧化40～60分鐘后，用去離子水沖洗，晾干，然后將其放入有硫源的環境中硫化，在金屬鉍薄膜表面生成硫化鉍薄膜；

4）將步驟3）處理后的樣品浸漬在含鋅的溶液中10～30秒，然后放入烘箱中熱分解，在硫化鉍薄膜表面形成氧化鋅薄膜；

5）將步驟4）處理后的樣品放在真空鍍膜機中，在氧化鋅薄膜表面濺射一層貴金屬薄膜，然后用銅粉導電膠將導線和貴金屬薄膜連接，最后用透明絕緣膠包覆太陽能電池，烘干，完成電池的組裝。

2.如權利要求1所述的一種異質結薄膜太陽能電池，其特征在于，所述導電基底為Al、Zn、Co、Ni、Sn、Cu材質的金屬片或金屬箔，或鍍有這些金屬或其它導電材料的塑料、玻璃片、板。

3.如權利要求1所述的一種異質結薄膜太陽能電池，其特征在于，所述貴金屬薄膜為Au、Ag、Ir、Pt、Pd的濺射膜。

4.如權利要求1所述的一種異質結薄膜太陽能電池，其特征在于，在所述的步驟4）中，將形成氧化鋅薄膜后的樣品冷卻后，繼續將其放入有硫源的環境中硫化，使氧化鋅薄膜轉化為硫化鋅薄膜。

5.如權利要求1所述的一種異質結薄膜太陽能電池，其特征在于，步驟1）和步驟5）中，所述的透明絕緣膠為環氧樹脂或聚酰亞胺樹脂。

6.如權利要求1所述的一種異質結薄膜太陽能電池，其特征在于，步驟2）中，金屬鉍薄膜的制備方法為脈沖電鍍方法，電鍍液為飽和枸櫞酸鉍鉀溶液，電鍍方法為將函數信號發生器輸出電壓的正極與二極管的正極連接，使輸出波形為半正弦的載波信號，峰值為8～10V，然后在二極管負極連接一塊金屬鉍，將導電基底上的導線連接在函數信號發生器的負極，同時把金屬鉍和導電基底放入飽和的枸櫞酸鉍鉀溶液中，電鍍得到納米鉍薄膜。

7.如權利要求1或4所述的一種異質結薄膜太陽能電池，其特征在于，步驟3）和/或步驟4）中，硫化所用的硫源是含硫的溶液或者含硫的蒸氣。

8.如權利要求1或4所述的一種異質結薄膜太陽能電池，其特征在于，步驟3）和/或步驟4）中，硫化所用的硫源是含硫的溶液，如硫代乙酰胺（TAA）、硫化銨、硫脲和硫化鈉的溶液。

9.如權利要求1所述的一種異質結薄膜太陽能電池，其特征在于，步驟4）中，含鋅的溶液為硝酸鋅的酒精溶液，所述熱分解的方法為將樣品放在60℃的烘箱中保持30～60分鐘。

10.如權利要求1所述的一種異質結薄膜太陽能電池，其特征在于，導電基底的兩個面均浸入電鍍液中進行電鍍，在兩面同時形成金屬鉍薄膜，然后在后續制備過程中在兩面的金屬鉍薄膜基礎上，繼續同步且對稱地依次復合硫化鉍薄膜、硫化鋅薄膜或氧化鋅薄膜、貴金屬薄膜和透明絕緣層。