[发明专利]使用过渡金属氧化物的高效空穴传输层的方法

权利要求书

1.一种单结或异质结Si基太阳能电池(100)，所述太阳能电池包括

空穴传输层(12)，其特征在于

所述空穴传输层(12)包括至少一种过渡金属氧化物，其中所述空穴传输层(12)具有1.5-9nm的厚度，

其中所述空穴传输层(12)被设置于等离子体预处理层(12a)上，其中所述等离子体预处理层是表面钝化层，其中所述表面钝化层是a-Si:H预处理过的层。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述表面钝化层还包括设置于所述a-Si:H预处理过的层上的硅预处理过的层。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中组合的空穴传输层(12)/预处理层(12a)的功函数损失1.0eV，优选地0.6eV，更优选地0.5eV，例如0.35eV，和/或

其中所述等离子体预处理过的表面层的偶极矩4C/m，优选地2C/m，更优选地1C/m，例如0.7C/m。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能电池，其中所述预处理层(12a)是通过用等离子体混合物进行PECVD处理而获得，所述等离子体混合物包括含正掺杂剂的气体，例如含B、Al或Ga的掺杂剂气体，例如B₂H₆，优选地包括SiH₄、H₂和气态p掺杂剂。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳能电池，其中所述预处理层(12a)包括纳米晶Si、弛豫界面、p掺杂剂、非晶Si、正电荷或其组合。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳能电池，其中预处理时间为10-1000秒、优选地20-300秒、例如30-100秒，和/或

其中预处理期间的功率密度是50-350mW/cm²，优选地是70-200mW/cm²，更优选地是80-100mW/cm²，例如是90mW/cm²，和/或

其中预处理在523K、优选地473K、更优选地443K的温度下进行，和/或

其中等离子体压力是50-400Pa，优选地是100-300Pa，更优选地是150-250Pa，例如220Pa，和/或

其中所述预处理层基本上不含SiO₂，例如具有小于1％的SiO₂/预处理过的层(原子/原子)，更优选地1000ppm，甚至更优选地100ppm，例如10ppm，和/或

条件是不提供所述a-Si:H层的退火，和/或

条件是不提供所述a-Si:H层的化学蚀刻，优选地完全不进行化学蚀刻。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池，其中所述空穴传输层(12)具有2-7nm、优选地2.5-5nm、例如3-4nm的厚度，和/或

其中所述空穴传输层(12)在3-4eV范围内具有20×10⁴cm^-1、优选地10×10⁴cm^-1的吸收系数，和/或

其中所述空穴传输层(12)具有1-2mA/cm²的电流增益。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的太阳能电池，其中所述空穴传输层(12)是结构化的，例如包括锯齿形结构，包括随机锥形，纹理化，优选地具有1-7μm、例如2-5μm的高度，以及其组合。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池，其中所述空穴传输层(12)被设置在透明导电材料(13)之下。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的太阳能电池，其中所述过渡金属选自第4周期或第5周期过渡金属，例如Ti、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cs、Nb、Mo、W以及其合金，和/或

其中所述空穴传输层(12)不含掺杂剂。