[发明专利]一种具有致密有机薄膜的光伏电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有致密有机薄膜的光伏电池及其制备方法，该方法包括以下步骤：在N型硅片的上表面形成多个平行排列且间隔设置的第一凹槽；对所述N型硅片的上表面的多个所述第一凹槽以及多个第一凸块进行研磨处理，使得所述第一沟槽的底角为第一弧形角，并使得所述第一凸块的顶部的两个角均为第二弧形角；在所述N型硅片的上表面形成Spiro‑OMeTAD层、复合导电层以及正面栅电极；在所述N型硅片的下表面制备背面电极。本发明的光伏电池具有优异的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及光伏电池技术领域，特别是涉及一种具有致密有机薄膜的光伏电池及其制备方法。

背景技术

随着石油、煤炭等矿物资源的日益枯竭，导致相应价格的大幅度上涨，进而阻碍科技的发展与进步。太阳能由于其取之不尽、用之不竭、地域性限制小、绿色清洁、安全无污染等优点越来越受到人们的重视。基于光生伏特效应将太阳能转换为电能的太阳能电池是利用太阳能的主要途径之一。然而，目前商品化的太阳能电池基本上采用晶体硅或无机化合物半导体作为活性层材料，制备工艺复杂、成本高。另一方面，以有机半导体材料作为活性层的太阳能电池虽然具有材料便宜、可溶液化制备、退火温度低、可大面积柔性制作等优点，但同时也存在着载流子迁移率低、光吸收范围窄等缺陷，进而限制了有机太阳能电池的光电转换效率。有机无机杂化太阳能电池综合了无机材料的高迁移率和有机材料的可溶液化制备等优势，理论上可以获得高效率、低成本的太阳能电池，进而引起了人们的广泛关注。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种具有致密有机薄膜的光伏电池及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有致密有机薄膜的光伏电池的制备方法，包括以下步骤：

1)提供一N型硅片，所述N型硅片的上表面为抛光面，在所述N型硅片的上表面形成多个平行排列且间隔设置的第一凹槽，所述第一凹槽的截面为等腰三角形，相邻所述第一凹槽之间均形成一第一凸块，所述第一凸块的界面为等腰梯形；

2)接着对所述N型硅片的上表面的多个所述第一凹槽以及多个所述第一凸块进行研磨处理，使得所述第一沟槽的底角为第一弧形角，所述第一弧形角的曲率半径为40-50微米，并使得所述第一凸块的顶部的两个角均为第二弧形角，所述第二弧形角的曲率半径为10-20微米；

3)接着在所述N型硅片的上表面和下表面均喷涂含有正丙醇铌的溶液，并进行第一退火处理，以在所述N型硅片的上表面和下表面均形成氧化铌层；

4)接着在所述N型硅片的上表面旋涂含有Spiro-OMeTAD的第一氯苯溶液，所述第一氯苯溶液中所述Spiro-OMeTAD的浓度为2-4mg/ml，然后进行第二退火处理；

5)接着在所述N型硅片的上表面旋涂含有Spiro-OMeTAD和银纳米颗粒的第二氯苯溶液，所述第二氯苯溶液中所述Spiro-OMeTAD的浓度为3-6mg/ml，所述银纳米颗粒的浓度为0.1-0.3mg/ml，然后进行第三退火处理；

6)接着在所述N型硅片的上表面旋涂含有Spiro-OMeTAD和银纳米颗粒的第三氯苯溶液，所述第三氯苯溶液中所述Spiro-OMeTAD的浓度为4-8mg/ml，所述银纳米颗粒的浓度为0.2-0.5mg/ml，然后进行第四退火处理；

7)接着在所述N型硅片的上表面旋涂含有Spiro-OMeTAD和银纳米颗粒的第四氯苯溶液，所述第四氯苯溶液中所述Spiro-OMeTAD的浓度为3-5mg/ml，所述银纳米颗粒的浓度为0.3-0.6mg/ml，然后进行第五退火处理；

8)接着在所述N型硅片的上表面旋涂含有Spiro-OMeTAD和银纳米颗粒的第五氯苯溶液，所述第五氯苯溶液中所述Spiro-OMeTAD的浓度为1-3mg/ml，所述银纳米颗粒的浓度为0.4-0.8mg/ml，然后进行第六退火处理；