[发明专利]有机-二维晶体-无机杂化的异质结太阳能电池器件及其制备方法

权利要求书

1.一种有机-二维晶体-无机杂化的异质结太阳能电池器件，其特征在于，所述太阳能电池器件从下至上依次包括金属背电极、n型硅基衬底、共轭有机物与二维层状纳米晶体材料均匀混合的有机共轭薄膜、以及金属栅电极，其中：

所述金属背电极与n型硅基衬底形成欧姆接触，金属背电极收集电子并引出电极，作为太阳能电池的阴极；

所述金属栅电极收集空穴并引出电极，作为太阳能电池的阳极；

所述n型硅基衬底作为太阳能电池的基区，n型硅基衬底为电子传输层；

所述有机共轭薄膜与n型硅基衬底形成有机-二维晶体-无机杂化异质结，产生光伏效应并将空穴传输到阳极，共轭有机物为空穴传输层。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于，所述金属背电极材料为铝、钛、钯、银、或镓铟合金。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于，所述共轭有机物包括聚3，4二氧乙烯噻吩：聚苯乙烯磺酸，所述二维层状纳米晶体材料包括Bi₂Te₃、Bi₂Se₃、Sb₂Te₃、CoS₂中的一种或多种。

4.一种如权利要求1所述的有机-二维晶体-无机杂化的异质结太阳能电池器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、清洗硅晶圆并做烷基钝化处理，得到硅基衬底；

S2、将不同比例的二维层状纳米晶体材料与共轭有机物在溶剂中充分搅拌，得到混合溶液；

S3、用匀胶旋涂法旋涂不同比例的二维层状纳米晶体材料与共轭有机物的混合溶液到硅基衬底的表面；

S4、在惰性气体保护下，对旋涂有二维层状纳米晶体材料与共轭有机物的硅基衬底做退火处理；

S5、在旋涂有二维层状纳米晶体材料与共轭有机物的薄膜表面蒸镀金属栅电极。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在硅基衬底的底面制备金属背电极。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的溶剂包括烷基醇类溶剂或去离子水。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述烷基醇类溶剂包括异丙醇、乙醇。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中混合溶液的浓度为1mg/mL。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中匀胶旋涂法中旋涂转速为1800～2000转/分钟，旋涂时间为1分钟。

10.一种如权利要求1所述的有机-二维晶体-无机杂化的异质结太阳能电池器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、清洗硅晶圆并做烷基钝化处理，得到硅基衬底；

S2、用匀胶旋涂法分别依次旋涂不同浓度的二维层状纳米晶体材料与共轭有机物到硅基衬底的表面；

S3、在惰性气体保护下，对旋涂有二维层状纳米晶体材料与共轭有机物的硅基衬底做退火处理；

S4、在旋涂有二维层状纳米晶体材料与共轭有机物的薄膜表面蒸镀金属栅电极。