[發(fā)明專利]一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210731283.1
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115117256A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王學(xué)雷;張曉暉;鎖真陽;邵君
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫極電光能科技有限公司
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/46;H01L51/42;C23C14/06;C23C14/26;C23C14/30;C23C14/35;C23C14/54
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 王娜

本發(fā)明涉及太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法。在鈣鈦礦太陽能電池的制備方法中，采用離子輔助沉積技術(shù)形成電子傳輸層；其中，由靶材中心至基片中心的方向與離子束的發(fā)射方向形成的夾角大于等于90°且小于180°，靶材為硫化物或硒化物中的至少一種，靶材的導(dǎo)帶底低于鈣鈦礦層的導(dǎo)帶底。上述鈣鈦礦太陽能電池的制備方法易于在保證加工效率的同時，兼顧電池性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法。

背景技術(shù)

鈣鈦礦是一類極具吸引力的半導(dǎo)體材料，其具有吸收系數(shù)高、激子結(jié)合能低、能帶結(jié)構(gòu)可調(diào)、載流子擴(kuò)散長度長等優(yōu)異特性。作為一種新型薄膜太陽能電池，鈣鈦礦太陽能電池的效率迅速提升到22％以上，使得人們看到了鈣鈦礦太陽能電池的潛力和前景。鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)包括：襯底、透明導(dǎo)電層、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和金屬電極。

然而，目前電子傳輸層大都采用溶液法制備，加工路線復(fù)雜，不易兼顧加工效率和電池性能，不利于鈣鈦礦太陽能電池的工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法。

本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，采用離子輔助沉積技術(shù)形成電子傳輸層；其中，由靶材中心至基片中心的方向與離子束的發(fā)射方向形成的夾角大于等于90°且小于180°，所述靶材為硫化物或硒化物中的至少一種，所述靶材的導(dǎo)帶底低于鈣鈦礦層的導(dǎo)帶底。

可選的，由所述靶材中心至所述基片中心的方向垂直于所述離子束的發(fā)射方向。

可選的，所述電子傳輸層的沉積速率為

可選的，所述電子傳輸層的厚度為2nm-25nm。

可選的，在沉積所述電子傳輸層的過程中，離子源通入工作氣體的流量為10sccm-100sccm；離子源的工作電壓為100V-2000V，離子源的工作電流為0.1A-2A。

可選的，所述工作氣體為惰性氣體。

可選的，由所述靶材形成氣態(tài)的待沉積物的工藝包括磁控濺射工藝、熱蒸發(fā)沉積工藝和電子束蒸鍍工藝。

可選的，采用熱蒸發(fā)沉積工藝形成氣態(tài)的待沉積物的工藝參數(shù)包括：靶材的電流為0.1A-10A，所述靶材的電壓為200V-300V。

可選的，在沉積所述電子傳輸層的過程中，沉積腔室的氣氛為惰性氣氛。

可選的，所述鈣鈦礦太陽能電池為反式鈣鈦礦太陽能電池。

可選的，所述硫化物包括Bi₂S₃、In₂S₃、TiS₂、SnS₂；所述硒化物包括CdSe、ZnSe、In₂Se₃。

本發(fā)明還提供一種鈣鈦礦太陽能電池，包括電子傳輸層，所述電子傳輸層的材料為N型的硫化物或硒化物。

可選的，所述鈣鈦礦太陽能電池為反式鈣鈦礦太陽能電池。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：