[發(fā)明專(zhuān)利]一種低溫?zé)o損半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110344928.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113122813A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊玉照;章譯方;余柏浩;麥耀華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C23C14/35
• 分類(lèi)號(hào): C23C14/35;C23C14/54;C23C14/08;C23C14/02;H01L51/48;H01L51/42;H01L51/44
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 文靜

本發(fā)明公開(kāi)了一種低溫?zé)o損半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明所述低溫?zé)o損半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，主要通過(guò)利用網(wǎng)狀磁場(chǎng)調(diào)控離子轟擊速度和強(qiáng)度，將高溫高離子轉(zhuǎn)化為低溫低離子，降低沖擊力度，制備TCO透明電極。本發(fā)明所述半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池制備方法，可根據(jù)襯底尺寸的增大，調(diào)整磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，以及磁場(chǎng)的分布情況，和磁場(chǎng)調(diào)控模式，從而保證在襯底尺寸增大的同時(shí)保持原有的良品率。本發(fā)明所述制備方法可應(yīng)用于制備大面積鈣鈦礦電池上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池器件領(lǐng)域，具體涉及一種低溫?zé)o損半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

近些年來(lái)，得益于其低廉的制備成本、靈活多變的制備工藝以及快速提升的能量轉(zhuǎn)換效率，鈣鈦礦太陽(yáng)電池得到了迅速發(fā)展，也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。為使得其能夠應(yīng)用在建筑表層，更好地利用太陽(yáng)能，實(shí)現(xiàn)建筑光伏一體化，或者作為頂電池與硅、銅銦鎵硒電池進(jìn)行疊層，需開(kāi)發(fā)高效大面積半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池。半透明鈣鈦礦電池的頂電極需用透明導(dǎo)電氧化物(TCO)替代傳統(tǒng)的不透光的金屬電極為半透明電極。由于傳統(tǒng)的高溫高離子轟擊的磁控濺射工藝會(huì)破壞光伏器件中的載流子選擇層和鈣鈦礦層，因此，需要開(kāi)發(fā)低溫低損低離子轟擊的制備工藝。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺點(diǎn)，本發(fā)明的首要目的在于提供一種低溫?zé)o損半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，該制備方法通過(guò)利用網(wǎng)狀磁場(chǎng)調(diào)控離子轟擊速度和強(qiáng)度，將高溫高離子轉(zhuǎn)化為低溫低離子，降低沖擊力度，制備TCO透明電極，制備出高效的、穩(wěn)定的半透明鈣鈦礦器件，該制備方法可以在大面積襯底上獲得表面低損的半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池，該制備方法對(duì)于未來(lái)實(shí)現(xiàn)半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池工業(yè)化生產(chǎn)具有重要的意義。

本發(fā)明的第二目的在于提供上述制備方法制備的低溫?zé)o損半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池。

本發(fā)明的第三目的在于提供上述低溫?zé)o損半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池在光伏太陽(yáng)電池的應(yīng)用。

本發(fā)明的首要目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種低溫?zé)o損半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，包括TCO透明電極的制備：

通過(guò)在磁控濺射過(guò)程中，添加調(diào)控網(wǎng)狀磁場(chǎng)的緩沖板，調(diào)控離子在鈣鈦礦層和電子傳輸層表面沉積時(shí)的轟擊速度和能量，入射粒子經(jīng)歷復(fù)雜的散射后，和靶原子碰撞，把部分動(dòng)量傳給靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成級(jí)聯(lián)過(guò)程；在這種級(jí)聯(lián)過(guò)程中某些表面附近的靶原子獲得向外運(yùn)動(dòng)的足夠動(dòng)量，離開(kāi)靶后被濺射出來(lái)；被濺射出來(lái)的靶原子到緩沖板受到了網(wǎng)狀磁場(chǎng)的制約，再次和附近的氧化物入射粒子相互碰撞減慢速度，并且形成了級(jí)聯(lián)過(guò)程，級(jí)聯(lián)碰撞的靶原子速度減慢，動(dòng)能降低，從固定緩沖板中穿過(guò)，最終進(jìn)入到ALD緩沖層沉積到器件上，形成TCO透明電極。

優(yōu)選的，所述網(wǎng)狀磁場(chǎng)的磁控濺射高度為5～8cm，磁場(chǎng)強(qiáng)度為30～90w，磁控濺射時(shí)間為35～90min。

優(yōu)選的，所述網(wǎng)狀磁場(chǎng)的磁控濺射高度為6cm，磁場(chǎng)強(qiáng)度為50W，磁控濺射時(shí)間為60min。

優(yōu)選的，所述TCO透明電極材料為氧化銦鋅(IZO)。

優(yōu)選的，所述低溫?zé)o損半透明鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，具體制備步驟如下：

(1)基片清洗：將透明導(dǎo)電玻璃經(jīng)去離子水、乙醇、異丙醇超聲清洗后進(jìn)行烘干，再進(jìn)行等離子體處理，得基片層；

(2)制備空穴傳輸層：步驟(1)中得到的基片層，在上面涂覆質(zhì)量濃度為1～5mg/mL空穴傳輸層溶液，80～150度后處理制得空穴傳輸層；

(3)制備鈣鈦礦層：將步驟(2)中得到的帶有空穴傳輸層的基片，涂覆鈣鈦礦前驅(qū)體溶液，并在最后5～15s進(jìn)行反萃，80～150度后處理10～20分鐘，制得鈣鈦礦層；