[发明专利]一种具有界面等离激元效应的双结GaAs/Si肖特基结太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种双结（Si/石墨烯）/（GaAs/石墨烯）肖特基结太阳电池，其特征在于：由下至上依次为Au/Pt背电极、n掺杂Si基区、石墨烯层、银纳米颗粒阵列、n掺杂InGaP背反射层，n掺杂GaAs基区、石墨烯层以及Ag电极。

2.根据权利要求1所述双结（Si/石墨烯）/（GaAs/石墨烯）肖特基结太阳电池，其特征在于：所述GaAs基区晶向为（100），掺杂剂为Si，掺杂浓度为1×10¹⁷-2×10¹⁸/cm³；

所述Si基区晶向为（100），掺杂剂为As，掺杂浓度为5×10¹⁷-5×10¹⁸/cm³。

3.根据权利要求1所述双结（Si/石墨烯）/（GaAs/石墨烯）肖特基结太阳电池，其特征在于：所述Au/Pt背电极的厚度为(50-150nm)/(50-100nm)，Si基区厚度为50-500μm，GaAs基区厚度为20-500μm，石墨烯层的厚度为1-7层原子厚度，银纳米颗粒大小为10-100nm，导电银浆顶电极厚度为0.2-2μm。

4.权利要求1所述的一种双结（Si/石墨烯）/（GaAs/石墨烯）肖特基结太阳电池的制备方法，其特征在于，包括下列制备步骤：

（1）采用电子束蒸镀法在Si背面蒸镀一层Au和Pt作为背电极，蒸镀结束后退火处理形成欧姆接触；

（2）用金刚笔将GaAs、Si衬底片裂成1-4cm²小片，并清洗；

（3）采用电子束蒸镀法在InGaP面以快速率蒸镀10-20nm Ag，随后进行真空快速退火，在GaAs子结背面即InGaP面，上得到银纳米颗粒阵列；

（4）将泡取好的石墨烯进行转移，石墨烯漂浮在水面，用镊子夹住GaAs子结基片，使得石墨烯与GaAs面接触后捞出，放置于真空干燥箱中抽真空室温干燥1-2小时，然后在20-80℃的丙酮中浸泡10-50min以去除石墨烯表面的PMMA；

（5）用镊子夹住Si衬底片，使得衬底片与泡取的石墨烯接触后捞出，放置于真空干燥箱中抽真空室温干燥1-2小时，然后在20-80℃的丙酮中浸泡10-50分钟以去除石墨烯表面的PMMA，得到Si/石墨烯肖特基结子结；

（6）将含有银纳米颗粒阵列的InGaP面润湿，并将其与Si/石墨烯肖特基结子结的石墨烯接触，在室温下用柔性支架将两者轻压保持接触，抽真空2-3h后形成子结粘合结构；

（7）在GaAs上的石墨烯边缘贴上绝缘胶带以减少漏电，然后用注射器在绝缘胶带上涂一圈导电银浆，并保证导电银浆与石墨烯接触，最后在50-100℃加热烘干30-50分钟制得双结（Si/石墨烯）/（GaAs/石墨烯）肖特基结太阳电池。

5.根据权利要求4所述一种双结（Si/石墨烯）/（GaAs/石墨烯）肖特基结太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述Au/Pt背电极的蒸镀速率均为0.2-1.5nm/s。

6.根据权利要求4所述一种双结（Si/石墨烯）/（GaAs/石墨烯）肖特基结太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述退火处理是指升温至150-400℃退火处理0.5-2min。

7.根据权利要求4所述一种双结（Si/石墨烯）/（GaAs/石墨烯）肖特基结太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述InGaP面的银蒸镀速率为2.0-3.5nm/s，退火处理指以升温速率为20℃/s，升温至100-300℃退火处理30s-60s。