[发明专利]一种提高太阳能电池光电转化效率的方法在审

专利信息
申请号: 202011284036.9 申请日: 2020-11-17
公开(公告)号: CN112331743A 公开(公告)日: 2021-02-05
发明(设计)人: 郭平 申请(专利权)人: 含山县领创新材料科技有限公司
主分类号: H01L31/18 分类号: H01L31/18;C25D13/00
代理公司: 合肥广源知识产权代理事务所(普通合伙) 34129 代理人: 汪纲
地址: 238100 安徽省*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 提高 太阳能电池 光电 转化 效率 方法
【说明书】:

发明涉及一种提高太阳能电池光电转化效率的方法,本发明以四水合乙酸钴、四水合乙酸锰以及醋酸锌为原料,制备Zn‑Co‑Mn‑V元素半导体相‑金属相复合材料,综合了光学、电学和磁学等优异性质,采用电泳沉积至经过处理得到的晶体硅基片上,组装制备太阳能电池,形成电子传导层,具有优异的导电性以及低电阻性,提高了材料的电学性能,有利于半导体相‑金属相复合材料与硅基体的紧密结合,降低了随温度变化电阻值得升高速度,具有更显著的吸电子效应,提高电子传输速度,有利于获得理想的光电流,提高了光电转化率,有利于工业化生产,降低了企业成本。

技术领域

本发明涉及新能源材料制备技术领域,特别涉及一种提高太阳能电池光电转化效率的方法。

背景技术

近年来,能源和环境的突出问题成为人类不得不重视的重大问题。太阳能,是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式:辐射),主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。

自地球上生命诞生以来,就主要以太阳提供的热辐射能生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为制作食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源。

太阳能电池利用清洁的可再生能源解决人类社会对能源需求,发挥着越来越重要的作用。然而由于发展技术的限制,现有的太阳能光伏发电量在世界总电力供应中的占比也十分微小,其中,太阳能的光电转化效率直接影响了产能,较低的光电转化率使得太阳能电池的应用也受到成本的限制。

发明内容

本发明旨在提供一种提高太阳能电池光电转化效率的方法,有优越的光电转化效率。其具体由以下技术方案加以实现:

一种提高太阳能电池光电转化效率的方法,将制备得到的Zn-Co-Mn-V元素半导体相-金属相复合材料采用电泳沉积至经过处理得到的晶体硅基片上,组装制备太阳能电池,具体的,所述Zn-Co-Mn-V元素半导体相-金属相复合材料的制备方法包括以下步骤:

(1)称取6.9-7.2克四水合乙酸钴与5.5-6.0克四水合乙酸锰,置于烧杯中,加入34-38毫升摩尔浓度为0.22-0.24摩尔/升的醋酸锌水溶液和25-30毫升由聚乙二醇600与水配制得到的质量浓度为20-24%的聚乙二醇水溶液,置于磁力搅拌器上,水浴加热至46-50℃,以300-340转/分钟的速度持续搅拌混合35-40分钟;

(2)称取1.9-2.3克氧化钒粉末,在搅拌下,加入12-16毫升摩尔浓度为7.5-8.5摩尔/升的硝酸溶液,持续搅拌溶解,溶解所得液转移至步骤(1)所得物料体系中,在55-60℃下恒温持续搅拌1-2小时,将混合物转移至反应釜中,放入烘箱中,在130-140℃下保温反应20-24小时,自然冷却至室温,将得到的沉淀物进行离心分离,依次使用去离子水和无水乙醇交替洗涤3-4次,然后在70-80℃真空干燥箱中干燥10-15小时,研磨成粉即可。

进一步的,所述Zn-Co-Mn-V元素半导体相-金属相复合材料粒径大小在25-35纳米之间。

将制备得到的Zn-Co-Mn-V元素半导体相-金属相复合材料,与无水乙醇、松油醇和聚乙二醇20000按照质量比为4.0-4.3:22.0-25.0:6.0-8.0:1.4-1.6的比例混合,超声处理20-25分钟,得到胶体状浆料;通过电泳沉积方法沉积至晶体硅基片上,沉积电压为21-24伏,电极间距为6-8厘米,电泳时间为10-12分钟,然后把电池硅片在氮气气氛中,于710-730℃高温氧化烧结20-30分钟,自然冷却,组装制备太阳能电池。

优选的,所述经过处理得到的晶体硅基片为依次经过酯基季铵盐洗涤剂、丙酮和无水乙醇超声清洗15-20分钟后的基板。

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