[发明专利]一种薄膜光伏器件及其制备方法

说明书

本发明公开一种薄膜光伏器件及其制备方法，其中，所述方法包括：步骤A、在第一电极上沉积吸光层；步骤B、在吸光层上沉积电子抽取层，所述电子抽取层的材料为纳米颗粒薄膜经交联处理形成的交联纳米颗粒薄膜；步骤C、电子抽取层上蒸镀第二电极，得到薄膜光伏器件。本发明将获得的交联纳米颗粒薄膜应用在溶液法制备的薄膜光伏器件中，可显著提高光伏器件中的并联电阻并降低光伏器件中的串联电阻，从而提高薄膜光伏器件中填充因子的光电流，进而提升器件光电转换效率。

技术领域

本发明涉及光伏器件领域，尤其涉及一种薄膜光伏器件及其制备方法。

背景技术

光伏器件是指能够利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的器件。

溶液法制备光伏器件的过程中，氧化物纳米颗粒是形成相应氧化物薄膜的重要解决方案之一，这主要是因为氧化物纳米颗粒（或球形氧化物纳米晶）具有良好的结晶程度，这保证了其与体材料（低维材料）相似的光学、电学性质；另一方面，由于氧化物纳米颗粒自组装成膜的效果很好，使低成本的涂布制备工艺可以被应用。常见的氧化物纳米颗粒包括氧化锌（ZnO_x）纳米颗粒，氧化钛（TiO_x）纳米颗粒等，该纳米颗粒的薄膜通常应用在薄膜光伏器件中作为传输电子的半导体材料。

尽管如此，纳米颗粒之间相互堆积形成的薄膜与体材料薄膜仍然存在区别，这主要体现在载流子的传输特性上。虽然纳米颗粒内部具有良好的结晶性，但这样的结构只局限在纳米级别的范围内，即便在密排的情况下，纳米颗粒之间往往是由绝缘的表面配体填充甚至没有任何物质填充。如此，纳米颗粒之间存在相当高的载流子传输势垒，载流子在纳米颗粒薄膜内部的传输只能遵循跳跃式传输的规律，这导致材料在薄膜尺度下表现出的载流子迁移率远小于相应的体材料薄膜，因此，将现有结构的纳米颗粒薄膜应用在薄膜光伏器件的电子抽取层中，将导致光伏器件具有较高的串联电阻和较低的并联电阻，从而降低了光伏器件内的光电流。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种薄膜光伏器件及其制备方法，旨在解决现有薄膜光伏器件具有较高的串联电阻和较低的并联电阻，导致内部光电流较低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种薄膜光伏器件的制备方法，其中，包括：

步骤A、在第一电极上沉积吸光层；

步骤B、在吸光层上沉积电子抽取层，所述电子抽取层的材料为纳米颗粒薄膜经交联处理形成的交联纳米颗粒薄膜；

步骤C、电子抽取层上蒸镀第二电极，得到薄膜光伏器件。

所述的薄膜光伏器件的制备方法，其中，所述步骤B中的交联纳米颗粒薄膜的制备过程具体包括：

步骤B1、将纳米颗粒分散在溶剂中，并搅拌均匀，得到纳米颗粒溶液；

步骤B2、通过溶液法将纳米颗粒溶液制成纳米颗粒薄膜，并通入组合气体，促使交联反应发生，得到交联纳米颗粒薄膜。

所述的薄膜光伏器件的制备方法，其中，所述组分气体包括还原性气体、氧气、水汽和二氧化碳。

所述的薄膜光伏器件的制备方法，其中，所述还原性气体偏压控制在1~100Pa之间，氧气偏压控制在0~2×10⁴Pa之间，水汽偏压控制在0~2×10³Pa之间、二氧化碳偏压控制在0~100Pa之间；

所述的薄膜光伏器件的制备方法，其中，所述步骤B1中，所述纳米颗粒溶液的质量浓度为1~100mg/ml，所述溶剂为醇类溶剂。