[發明專利]鈣鈦礦/N型TOPCon/鈣鈦礦疊層太陽能電池的制備方法

有效

• 申請號: 202010316314.8
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111525037B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 崔義乾;吳偉梁;喬振聰;馬麗敏;陳浩;劉志鋒;林建偉
• 申請（專利權）人: 泰州中來光電科技有限公司
• 主分類號: H10K71/00
• 分類號: H10K71/00;H01L31/20;H01L31/0747;H10K30/40;H10K30/50;H10K39/15
• 代理公司: 北京金之橋知識產權代理有限公司 11137
• 代理人: 李托弟;李紅

1.一種鈣鈦礦/N型TOPCon/鈣鈦礦疊層太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、在雙面制絨處理后的硅基體雙面均制備p+摻雜區域；

(2)、將步驟(1)處理后的硅基體的任意一面放入酸性溶液中進行刻蝕處理，以去除背面p+摻雜區域；

(3)、在步驟(2)處理后的硅基體背面制備隧穿氧化層和本征非晶硅層；

(4)、對步驟(3)處理后的硅基體的本征晶硅層進行摻雜處理，并清洗；

(5)、對步驟(4)處理后的硅基體進行快速退火處理，退火時間為20～60min，以在所述隧穿氧化層上形成摻雜的多晶硅薄膜；并去除硅基體正面的硼硅玻璃層；

(6)、在硅基體的正面和背面均制備復合層；

(7)、在硅基體的正面復合層上依次制備正面電子傳輸層、正面鈣鈦礦吸收層和正面空穴傳輸層；在硅基體的背面復合層上依次制備背面空穴傳輸層、背面鈣鈦礦吸收層和背面電子傳輸層；

(8)、在硅基體的正面和背面均制備金屬電極。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(7)中，所述正面鈣鈦礦吸收層和背面鈣鈦礦吸收層均為具有ABX₃分子結構的材料，其厚度為400-700nm，制備方法包括旋涂、噴涂、刮涂、或蒸鍍；

其中，B為二價金屬陽離子，A為單價陽離子。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，B包括鉛、錫、鋅離子中的一種或任幾種的組合；A包括Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、HN＝CHNH₃⁺、CH₃NH₃⁺中一種或任幾種的組合；X包括I^-、Cl^-、Br^-中的一種或任幾種的組合。

4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，在步驟(7)中，所述正面空穴傳輸層和背面空穴傳輸層均包括Spiro-OMeTAD、PTAA、NiO、碘化亞銅中一種或任意幾種的組合，其厚度為10-100nm，制備方法包括刮涂、旋涂、或蒸發。

5.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，在步驟(6)中，所述復合層包括ITO、納米晶硅、或氧化錫中的一種或任幾種的組合，其厚度為1-30nm，制備方法包括磁控濺射、或蒸發沉積法。

6.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，在步驟(7)中，所述正面電子傳輸層和背面電子傳輸層均包括TiO₂、SnO₂、ZnO、LiF、C₆₀、PCBM中的一種或任意幾種的組合，其厚度為5-180nm，制備方法包括溶液法、化學氣相沉積法、磁控濺射法、或熱蒸發。

7.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中；所述酸性溶液為HF、HNO₃、以及H₂SO₄的混合溶液，所述混合溶液中的摩爾比為HF:HNO₃:H₂SO₄:H₂O＝1:4:0.6:3。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述隧穿氧化層的制備方法包括高溫熱氧化、硝酸氧化法、或臭氧氧化法；其中，

采用高溫熱氧化時，在常壓、純氧、溫度大于1000℃條件下，反應10～20min；

采用硝酸氧化法時，采用質量分數為45～60％的硝酸溶液，在90～115℃的反應溫度下，反應4～10min。