[发明专利]掺钴非晶碳膜/硅光伏器件及其制备方法

权利要求书

1.一种掺钴非晶碳膜/硅光伏器件，其特征在于：该光伏器件的组成结构为：其衬底为N型硅(n-Si)基片, 所述n-Si基片的一端的上表面，镀覆有钴（Co）掺杂的非晶碳 (a-C:Co) 膜，该非晶碳膜上镀有银(Ag)层；所述n-Si基片的另一端的上表面，直接镀有Ag层，由该两个镀Ag层构成一对电极。

2.根据权利要求1所述的一种掺钴非晶碳膜/硅光伏器件，其特征在于：所述衬底N型硅(n-Si)基片的电阻率约为8-13Ω.cm；a-C:Co膜的Co掺杂量约为10 %（原子百分比）。

3.根据权利要求1所述的一种掺钴非晶碳膜/硅光伏器件，其特征在于：述金属钴（Co）掺杂的非晶碳a-C:Co膜层厚为20-30nm；镀银（Ag）层厚约为100nm。

4.制备一种掺钴非晶碳膜/硅光伏器件的方法，其特征在于：该方法以N型硅(n-Si)基片作为衬底，于所述衬底上表面预设两片区域，在其中一片区域，采用脉冲激光沉积方法制备钴掺杂的非晶碳a-C:Co膜，然后采用真空热蒸发方法在该碳膜上蒸镀（Ag）层；在所述衬底上表面另一片区域，直接用真空热蒸发方法将银（Ag）层蒸镀于该区域的n-Si基片上，则制备成：则制备成：由P型a-C:Co膜与N型Si基片组成的具有光伏特性的P-N结。

5.根据权利要求4所述的制备一种掺钴非晶碳膜/硅光伏器件的方法，其特征在于：所述N型硅基片是取磷掺杂的n-Si基片，其电阻率为8-13Ω.cm，在该基片的一片区域，采用脉冲激光沉积方法制备钴掺杂的a-C:Co膜是使用纯度为99.99%的石墨和99.9%的金属Co为靶源，金属Co片贴在石墨靶上，操作中，通过靶和样件基片自转实现均匀掺杂，Co掺杂量约10 %，激光能量320毫焦/脉冲，腔体真空度1×10^-4mBar，基片温度400℃，靶与基片距离5cm，镀膜后自然降温到室温，膜厚约为25nm。

6.根据权利要求4所述的制备一种掺钴非晶碳膜/硅光伏器件的方法，其特征在于：所述采用真空热蒸发方法蒸镀（Ag）层，是通过掩膜板的控制，对所制备的a-C:Co膜上及n-Si基片上表面另一片区域蒸镀Ag层，蒸镀Ag层时，将一小段约50毫克、纯度为99.9%的Ag放入真空腔内的钨片上，腔内抽至背底真空10^-6mBar，通过电流升温将钨片加热，使Ag蒸发到a-C：Co膜表面及衬底n-Si基片上表面另一个区域，直至两个Ag镀层厚度均约为100nm。