[发明专利]一种氧化亚铜基多叠层异质结太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化亚铜基多叠层异质结太阳能电池，其特征在于，所述电池包括：玻璃衬底；N-Na共掺杂Cu₂O薄膜层，形成在所述玻璃衬底的一面；AgInZnS量子点层，形成在所述N-Na共掺杂Cu₂O薄膜层上；ZnO透明层，形成在所述AgInZnS量子点层上；阴阳电极，阴极位于所述ZnO透明层上，阳极位于所述N-Na共掺杂Cu₂O薄膜层上。

2.根据权利要求1所述一种氧化亚铜基多叠层异质结太阳能电池，其特征在于，所述阴阳电极均由金属Au构成。

3.根据权利要求2所述一种氧化亚铜基多叠层异质结太阳能电池，其特征在于，所述阴阳电极均为栅网状，栅极间距为0.5mm。

4.根据权利要求1所述一种氧化亚铜基多叠层异质结太阳能电池，其特征在于，所述阴极材料为铝掺杂氧化锌，所述阳极材料为石墨烯。

5.根据权利要求1所述一种氧化亚铜基多叠层异质结太阳能电池，其特征在于，所述N-Na共掺杂Cu₂O薄膜层厚度为750nm~850nm，所述AgInZnS量子点层厚度为200~300nm，所述ZnO透明层为200~250nm。

6.权利要求1~5任一项所述一种氧化亚铜基多叠层异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤如下：

1）清洗基底：依次采用紫外臭氧、丙酮、乙醇、去离子水清洗，再用氮气枪吹干；

2） N-Na共掺杂Cu₂O薄膜层的制备：

a、利用蒸镀系统，真空条件下，热蒸发纯度为99. 99% 的Cu颗粒，在玻璃衬底上形成厚度为450~500nm的Cu膜；

b、将镀好的Cu膜放入RPE-CVD系统内，在氧等离子体激射下，在气压0.13Torr，衬底温度500℃，氧流量50sccm，氧RF功率30W的条件下氧化Cu膜30min；

c、引入氮等离子体，在气压0.18Torr，衬底温度500℃，氮流量20sccm、氮RF功率20W的条件下对氧化的Cu膜处理10~15min，抑制CuO的生产，形成单晶的Cu₂O；

d、以氮等离子体和Na₂CO₃为源，开展对Cu₂O的N-Na共掺杂生长10~15min，生长参数：气压0.18Torr，衬底温度500℃，氮流量20sccm，Na₂CO₃流量5~10sccm，氮RF功率20W；

e、在温度为300℃，Ar气体保护条件下，对制备的Cu₂O薄膜进行退火处理，获得厚度为750nm~850nm的N-Na共掺杂Cu₂O薄膜层；

3）AgInZnS量子点层的制备：采用旋涂法在N-Na共掺杂Cu₂O薄膜层镀上一层厚度为200~300nm的AgInZnS量子点层 ；

4）ZnO透明层的制备：采用旋涂法在AgInZnS量子点层上镀上一层厚度为200~250nm的ZnO层；

5）电极的制备：采用电子束蒸发法系统在上述制得的ZnO层表面和Cu₂O层表面上分别沉积厚度为60~80nm的金电极，或者在步骤1）后先在玻璃基底上制备厚度为100~150nm的石墨烯薄膜作为电池阳极，然后再进行步骤2），制得的ZnO透明层表面上沉积一层铝掺杂氧化锌层作为电池阴极。