[發明專利]一種Gr/MX2 在審
| 申請號： | 202011519084.1 | 申請日： | 2020-12-21 |
| 公開（公告）號： | CN112635620A | 公開（公告）日： | 2021-04-09 |
| 發明（設計）人： | 馬文會;王琦迪;李紹元;陳秀華;魏奎先;陳正杰;雷云;于潔;伍繼君;謝克強 | 申請（專利權）人： | 昆明理工大學 |
| 主分類號： | H01L31/18 | 分類號： | H01L31/18;H01L31/07;H01L31/0352 |
| 代理公司： | 天津煜博知識產權代理事務所(普通合伙) 12246 | 代理人： | 朱維 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 gr mx base sub | ||
本發明涉及一種Gr/MX2/Si太陽能電池的制備方法，屬于太陽能電池技術領域。本發明以石墨為陽極，MX2晶體為陰極，在季銨鹽/乙腈溶液中恒壓電化學反應得到季銨離子插層MX2晶體，季銨離子插層MX2晶體置于DMF/PVP溶液中超聲剝離，洗滌得到MX2納米片懸浮液；硅片窗口區域外進行封膠處理以保留窗口區域外的氧化層，然后在HF溶液中反應去除窗口區域和硅片背面的氧化層，去除硅片氧化層上的膠，清洗吹干得到預處理硅片；預處理硅片的窗口區域引入MX2納米片懸浮液，烘干得到MX2納米片膜；將片層石墨烯轉移至硅片的窗口區域的MX2納米片膜上；在硅片氧化層上涂抹導電層，硅片背面涂抹背電極即得Gr/MX2/Si太陽能電池。該MX2納米片作為空穴傳輸層有利于提高光生電子?空穴對的有效分離。
技術領域
本發明涉及一種Gr/MX2/Si太陽能電池的制備方法，屬于太陽能電池技術領域。
背景技術
近年來，太陽能因其儲量無窮、不受地域限制、清潔無污染等優點而備受世界各國關注。硅太陽能電池(單晶，多晶，非晶)具有豐富的儲量、合適的能帶結構、優異的可靠性和成熟的制造工藝等優勢。石墨烯由于其良好的透光率和較高的載流子遷移速度等優點被廣泛應用于太陽能電池中，既能作為透明電極傳輸載流子，又能與硅片相接觸形成異質結，建立內建電場分離光生載流子。目前，已有很多相關石墨烯/硅基肖特基結太陽能電池的有關報道，但是相比其他類型的太陽能電池，其轉換效率依舊偏低，最大的限制條件即是石墨烯和硅基之間嚴重的界面復合，光生電子-空穴分離不充分，光生電流大大降低，不利于構建高性能的光伏器件。界面復合嚴重對于器件的影響是致命的，光生載流子的產生速率和收集幾率降低會大大影響器件的短路電流密度和反向飽和電流。
發明內容
本發明針對現有技術中太陽能電池轉換效率問題，提供一種Gr/MX2/Si太陽能電池的制備方法，本發明通過對MX2晶體的電化學插層剝離制備相關二維納米片，再引入Gr/Si太陽能電池中作為電子阻攔層/空穴傳輸層，構建Gr/MX2/Si太陽能電池，提高其轉換效率。
一種Gr/MX2/Si太陽能電池的制備方法，具體步驟如下：
(1)以石墨為陽極，MX2晶體為陰極，在季銨鹽/乙腈溶液中恒壓電化學反應得到季銨離子插層MX2晶體，季銨離子插層MX2晶體置于DMF/PVP溶液中超聲剝離，經乙醇或異丙醇洗滌得到MX2納米片懸浮液；MX2納米片的橫向尺寸為0.1～5μm，片層厚度為1～30層；
(2)硅片窗口區域外進行封膠處理以保留窗口區域外的氧化層，然后在HF溶液中反應去除窗口區域和硅片背面的氧化層，去除硅片氧化層上的膠，依次經丙酮、乙醇和去離子水的超聲清洗，吹干得到預處理硅片；其中硅片窗口區域為0.3×0.3cm2；
(3)將步驟(1)MX2納米片懸浮液超聲處理，預處理硅片的窗口區域引入MX2納米片懸浮液，烘干成膜得到MX2納米片膜；引入方法為滴涂、旋涂或絲網印刷，優選旋涂，旋涂速度為1000～6000rpm，時間為10～60S；成膜溫度為25～200℃；
(4)采用濕法轉移法，將片層石墨烯轉移至步驟(3)的硅片的窗口區域的MX2納米片膜上；
(5)在硅片的氧化層上涂抹導電層，硅片背面涂抹背電極即得Gr/MX2/Si太陽能電池。
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