[发明专利]一种硅基硫化锑异质结太阳电池及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201910622847.6 申请日: 2019-07-10
公开(公告)号: CN110416344A 公开(公告)日: 2019-11-05
发明(设计)人: 梁宗存;孟蓝翔;沈辉;姚志荣;张林坤;蔡伦 申请(专利权)人: 中山大学
主分类号: H01L31/074 分类号: H01L31/074;H01L31/0336;H01L31/18
代理公司: 广州三环专利商标代理有限公司 44202 代理人: 颜希文;魏微
地址: 510275 *** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 硫化锑 异质结太阳电池 电子传输层 硅基 硅基体 制备 空穴传输层 成本优势 从上至下 电池制备 短路电流 高温扩散 能带结构 危险气体 背电极 减反层 前电极 少子 匹配 传输 扩散 环保 安全
【权利要求书】:

1.一种硅基硫化锑异质结太阳电池,其特征在于,从上至下依次包括前电极、减反层、电子传输层、硅基体、空穴传输层和背电极;所述电子传输层的材料包含硫化锑,所述硅基体为p型单晶硅。

2.如权利要求1所述硅基硫化锑异质结太阳电池,其特征在于,所述电子传输层的厚度为1~100nm;优选地,所述电子传输层的厚度为4~15nm;更优选地,所述电子传输层的厚度为4.5~6.5nm。

3.如权利要求1所述硅基硫化锑异质结太阳电池,其特征在于,所述电子传输层为硫化锑薄膜,所述硫化锑薄膜采用热蒸发法制备而成;所述热蒸发法的工艺参数为:硅基体的温度为20~400℃,真空度为1×e-2~1×e-5Pa,蒸发速率为

4.如权利要求1所述硅基硫化锑异质结太阳电池,其特征在于,所述前电极的材料为Ag、Au和Pd中的至少一种。

5.如权利要求1所述硅基硫化锑异质结太阳电池,其特征在于,所述减反层为透明导电金属氧化物TCO层,所述TCO由ITO、AZO或FTO构成。

6.如权利要求1所述硅基硫化锑异质结太阳电池,其特征在于,所述空穴传输层为高功函数过渡金属氧化物构成;所述高功函数过渡金属氧化物为MoOx、V2Ox、WOx或NiOx

7.如权利要求1所述硅基硫化锑异质结太阳电池,其特征在于,所述背电极的材料为Ag、Au和Pd中的至少一种。

8.如权利要求1所述硅基硫化锑异质结太阳电池,其特征在于,所述前电极的厚度为10nm~2μm;所述减反层的厚度为10nm~2μm;所述空穴传输层的厚度为2~500nm;所述背电极的厚度为10nm~2μm。

9.一种如权利要求1~8中任一项所述硅基硫化锑异质结太阳电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)、在硅基体的表面蒸镀硫化锑薄膜,形成n型硫化锑电子传输层;

(2)、在硫化锑薄膜表面磁控溅射法制备减反层;

(3)、在减反层表面上通过丝网印刷或热蒸发法制备电极,作为前电极;

(4)、在硅基体背面蒸镀过渡金属氧化物,形成欧姆接触层,作为空穴传输层;

(5)、在空穴传输层上继续丝网印刷或热蒸发法制备金属层,作为背电极。

10.如权利要求9所述硅基硫化锑异质结太阳电池的制备方法,其特征在于,如下(a)~(c)中的任一项:

(a)步骤(2)中,所述磁控溅射法的工艺参数为:硅基体的温度为20~400℃,本底真空度为1×e-2~1×e-5Pa,溅射功率为10~200W,氩气流量为10~30sccm,厚度为10nm~2um;

(b)步骤(3)、(4)和(5)中,所述蒸镀的工艺参数为:硅基体的温度为20~400℃,真空度为1×e-2~1×e-5Pa,蒸发速率为

(c)步骤(2)还包括对硫化锑薄膜和减反层进行退火处理的步骤,所述退火温度为200~400℃,时间为10~60min。

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