[发明专利]一种二硫化钼/缓冲层/硅n-i-p太阳能电池器件及其制备方法

权利要求书

1.一种二硫化钼/缓冲层/硅n-i-p太阳能电池器件，其特征在于，为层状结构，由上至下依次包括Pd金属前电极、MoS₂薄膜层、缓冲层、p型单晶Si基片和金属In背电极；

所述缓冲层通过直流磁控溅射沉积于所述p型单晶Si基片的上表面上，其厚度为1-3nm，材质为具有宽禁带的介质材料，所述介质材料的禁带宽度Eg>3.0eV；

所述MoS₂薄膜层通过直流磁控溅射沉积于所述缓冲层的表面上，所述MoS₂薄膜层具有n型半导体特征，其厚度为70-80nm；

所述Pd金属前电极通过直流磁控溅射沉积于所述MoS₂薄膜的表面上，其厚度为30-40nm；

所述金属In背电极通过锡焊焊接在所述Si基片的下表面上，其厚度为0.2mm。

2.根据权利要求1所述的二硫化钼/缓冲层/硅n-i-p太阳能电池器件，其特征在于，所述介质材料为二氧化硅、氧化铝或氮化硅。

3.根据权利要求1所述的二硫化钼/缓冲层/硅n-i-p太阳能电池器件，其特征在于，所述p型单晶Si基片的电阻率为1.2～1.8Ωcm^-1。

4.一种如权利要求1所述的二硫化钼/缓冲层/硅n-i-p太阳能电池器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将电阻率为1.2～1.8Ω·cm的p型Si单晶基片切割为器件用基片所需尺寸；

第二步，将切割后的Si单晶基片进行预处理：分别在酒精、丙酮和去离子水中超声清洗30-180秒，再置于体积百分比浓度为3-5％的氢氟酸溶液中浸泡30-90秒，取出后，用氮气吹扫至干燥；

第三步，将干燥后的Si单晶基片装入托盘并放入送样室，进行预真空抽取；

当预真空度达到10^-2Pa后，利用电磁传输杆将Si单晶基片送入溅射室溅射位置；

当溅射室的真空度达到设定的背底真空度5×10^-4Pa后，通入高纯度的氩气；

然后，将Si单晶基片温度和氩气气压分别调至第一设定值20-25℃和1-10Pa，采用射频磁控溅射技术，在恒定的200W溅射功率条件下，利用电离出的离子轰击具有宽禁带特征的氮化硅靶材、二氧化硅靶材或氧化铝靶材，在Si单晶基片的上表面沉积氮化硅、二氧化硅或氧化铝缓冲层；

第四步，将上述表面沉积有缓冲层的Si单晶基片更换至MoS₂靶材位置上方，将Si单晶基片温度和氩气气压分别调至第二设定值380℃和0.1-1Pa，采用直流磁控溅射技术，在恒定的100W溅射功率条件下，利用电离出的离子轰击MoS₂靶材，在具有缓冲层的Si单晶基片表面上沉积MoS₂薄膜；

后更换至Pd金属靶材位置上方，将基片温度和氩气气压分别调至第三设定值20-25℃和1-10Pa，采用直流磁控溅射技术，在恒定的40W溅射功率条件下，利用电离出的离子轰击Pd靶材，在上述MoS₂薄膜层的表面沉积Pd金属电极；

第五步，再将金属In通过锡焊方式焊接在沉积Pd金属电极之后的Si单晶基片的底表面上，形成In背电极，即得。

5.根据权利要求4所述的二硫化钼/缓冲层/硅n-i-p太阳能电池器件的制备方法，所述氮化硅靶材、二氧化硅靶材或氧化铝靶材的纯度均为99.9％以上，其禁带宽度Eg均>3.0eV。

6.根据权利要求4所述的二硫化钼/缓冲层/硅n-i-p太阳能电池器件的制备方法，所述酒精和丙酮均为分析纯；

所述高纯氩气的纯度在99.999％以上；

所述氮气的纯度为99.95％以上的干燥氮气；

所述MoS₂靶材的纯度为99.9％；

所述Pd靶材为纯度为99.99％的Pd金属靶；

所述MoS₂靶材和所述Pd靶材的靶基距均为50mm。

7.根据权利要求4所述的二硫化钼/缓冲层/硅n-i-p太阳能电池器件的制备方法，其特征在于，所述第一设定值分别为25℃和5.0Pa；

所述第二设定值分别为380℃和0.Pa；

所述第三设定值分别为25℃和3.0Pa。