[发明专利]一种基于溶液法加工的具有高透明窗口层材料的高效CdTe纳米晶太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于溶液法加工的具有高透明窗口层材料的高效CdTe纳米晶太阳电池，其特征在于，所述太阳电池由下到上依次由玻璃衬底、阴极、阴极界面层、窗口层、光活性层和阳极叠层而成；所述窗口层材料由溶液法制备，采用层层烧结法沉积成膜，所述窗口层的厚度为10～100nm，由一层或多层掺杂有Mg、Sb、In、Al、Bi、Zr、Pb或Nb的TiO₂薄膜组成；所述光活性层为CdTe纳米晶层；

所述窗口层的制备包括以下步骤：将钛酸四丁酯溶于有机溶剂中，得到二氧化钛凝胶，再将掺杂物质加入二氧化钛凝胶中充分搅拌挥发得到掺杂二氧化钛凝胶，将掺杂二氧化钛凝胶经旋涂、刷涂、喷涂、浸涂、辊涂或印刷方式沉积到阴极界面层上，得到窗口层；

所述的有机溶剂指三乙醇胺，乙酸和无水乙醇中的一种或以上；所述掺杂物质为醋酸镁、乙氧化锑、醋酸铟、醋酸铝、醋酸铋、乙氧化锆、醋酸铅或醋酸铌；

所述的窗口层采用层层烧结处理法，即每次沉积成膜后，都需要对膜进行热处理，热处理为将所得的膜于加热台上400～500℃加热30～60min。

2.根据权利要求1所述的一种基于溶液法加工的具有高透明窗口层材料的高效CdTe纳米晶太阳电池，其特征在于，所述阴极指氧化铟锡导电膜和掺氟二氧化锡导电膜中的至少一种，所述阴极的厚度为80～200nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于溶液法加工的具有高透明窗口层材料的高效CdTe纳米晶太阳电池，其特征在于，所述阴极界面层指ZnO薄膜，厚度为20～100nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于溶液法加工的具有高透明窗口层材料的高效CdTe纳米晶太阳电池，其特征在于，所述光活性层的制备包括以下步骤：采用溶剂热法制备得到CdTe纳米晶，再溶解于有机溶剂中得到黑色溶液，即纳米晶溶液，将纳米晶溶液经旋涂、刷涂、喷涂或印刷方式沉积在窗口层上，得CdTe纳米晶层；所述光活性层由多层碲化镉纳米晶叠加而成。

5.根据权利要求1所述的一种基于溶液法加工的具有高透明窗口层材料的高效CdTe纳米晶太阳电池，其特征在于，所述光活性层的厚度为100～700nm。

6.根据权利要求1所述的一种基于溶液法加工的具有高透明窗口层材料的高效CdTe纳米晶太阳电池，其特征在于，所述阳极为Au或Al，厚度为80～200nm。

7.制备权利要求1～6任一项所述的一种基于溶液法加工的具有高透明窗口层材料的高效CdTe纳米晶太阳电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将附着有阴极的玻璃衬底清洗，干燥；

（2）采用溶液加工的方式在阴极表面沉积阴极界面层；

（3）采用溶液加工法在阴极界面层上制备窗口层；

（4）采用溶液加工法在窗口层上制备光活性层；

（5）采用蒸镀法在光活性层上蒸镀阳极，得具有高透明窗口层材料的高效CdTe纳米晶太阳电池。