[發(fā)明專利]一種具有P摻雜的Mo電極的太陽(yáng)電池制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910907568.4
• 申請(qǐng)日: 2019-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN110611002B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張毅;吳建宇;王東瀟;武墨青;武莉;劉瑋;敖建平;孫云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/0224
• 分類號(hào): H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京得信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11511
• 代理人: 孟海娟

本發(fā)明公開一種具有P摻雜的Mo電極的太陽(yáng)電池制備方法，包括以下步驟：在襯底上制備Mo金屬電極；將所述Mo金屬電極在濃度級(jí)別為mmol/L的磷酸根溶液中進(jìn)行浸泡，然后以550℃退火30min，獲得P摻雜的Mo電極；在所述P摻雜的Mo電極上形成金屬預(yù)制層；對(duì)所述金屬預(yù)制層進(jìn)行后硒化處理或后硫化處理形成吸收層；在所述吸收層上形成緩沖層；在所述緩沖層上形成本征氧化鋅層和摻雜氧化鋅層；以及形成頂電極。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)電池制備技術(shù)，具體涉及一種具有P摻雜的Mo電極的太陽(yáng)電池制備方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能是綠色清潔的能源之一，在解決化石能源危機(jī)方面具有重要的作用。提高太陽(yáng)電池器件效率和降低制造成本是大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用太陽(yáng)電池的主要研究方向。化合物薄膜太陽(yáng)電池具有較高理論效率，吸光率高，材料消耗低等優(yōu)勢(shì)，是最有前景的太陽(yáng)電池之一。目前商業(yè)化應(yīng)用的太陽(yáng)電池為CIGS和CdTe等，通常利用金屬M(fèi)o作為器件的正電極。Mo化學(xué)性能穩(wěn)定，功函數(shù)為4.6eV。高功函數(shù)的背電極有利于太陽(yáng)電池中空穴的傳輸。提高背電極的功函數(shù)，可以顯著優(yōu)化太陽(yáng)電池吸收層與背電極之間的勢(shì)壘高度，提高器件效率。

Mo的功函數(shù)與銅鋅錫硫硒(CZTSSe)等光伏材料的功函數(shù)不匹配，限制了器件效率的提升。而其他高功函數(shù)的電極如Au等，價(jià)格昂貴，不利于薄膜太陽(yáng)電池的商業(yè)化應(yīng)用。在CZTSSe太陽(yáng)電池高溫硒化制備時(shí)，硫或者硒會(huì)與Mo生成二硫(硒)化鉬(MoS(e)₂)，惡化器件的串聯(lián)電阻，從而降低器件效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明公開一種P摻雜的Mo電極的制備方法，包括以下步驟：在襯底上制備Mo金屬電極；將所述Mo金屬電極在濃度級(jí)別為mmol/L的磷酸根溶液中進(jìn)行浸泡，然后以550℃退火30min，獲得P摻雜的Mo電極；在所述P摻雜的Mo電極上形成金屬預(yù)制層；對(duì)所述金屬預(yù)制層進(jìn)行后硒化處理或后硫化處理形成吸收層；在所述吸收層上形成緩沖層；在所述緩沖層上形成本征氧化鋅層和摻雜氧化鋅層；以及形成頂電極。

本發(fā)明的具有P摻雜的Mo電極的太陽(yáng)電池制備方法中，優(yōu)選為，所述磷酸根溶液是磷酸鈉溶液、磷酸鋰溶液、磷酸鉀溶液、磷酸銣溶液或磷酸銫溶液。

本發(fā)明的具有P摻雜的Mo電極的太陽(yáng)電池制備方法中，優(yōu)選為，所述磷酸根溶液的濃度為3mmol/L～9mmol/L。

本發(fā)明的具有P摻雜的Mo電極的太陽(yáng)電池制備方法中，優(yōu)選為，所述Mo金屬電極浸泡在磷酸根溶液中的時(shí)間為20min。

本發(fā)明的具有P摻雜的Mo電極的太陽(yáng)電池制備方法中，優(yōu)選為，所述吸收層材料為銅鋅錫硒薄膜、銅鋅錫硫硒薄膜或銅銦鎵硒薄膜。

本發(fā)明的具有P摻雜的Mo電極的太陽(yáng)電池制備方法中，優(yōu)選為，所述緩沖層材料為CdS、ZnS、(Cd,Zn)S、Zn(O,S)或In₂S₃，厚度為30nm～100nm。

本發(fā)明的具有P摻雜的Mo電極的太陽(yáng)電池制備方法中，優(yōu)選為，所述緩沖層采用化學(xué)水浴法、原子層沉積法或蒸發(fā)法制備。

本發(fā)明的具有P摻雜的Mo電極的太陽(yáng)電池制備方法中，優(yōu)選為，所述頂電極為鋁或者鎳鋁合金，厚度為0.5μm～4μm。

本發(fā)明的具有P摻雜的Mo電極的太陽(yáng)電池制備方法中，優(yōu)選為，所述本征氧化鋅層的厚度為30nm～150nm，所述摻雜氧化鋅的厚度為300nm～1500nm。

通過磷酸鈉溶液(Na₃PO₄)處理，制備P摻雜的Mo電極，使Mo的功函數(shù)從4.6eV提高到5.6eV。P摻雜的Mo電極不僅提高了背電極的功函數(shù)，還抑制了MoS(e)₂。磷酸鈉溶液處理Mo電極制備P摻雜的Mo工藝簡(jiǎn)單，降低了太陽(yáng)電池的制造成本。

附圖說明