[发明专利]一种平板异质结无机薄膜太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种平板异质结无机薄膜太阳电池，其特征在于，包括金电极(1)、空穴传输层(2)、叠加多层光吸收材料(3)、三硫化锑光吸收层(4)、修饰层(5)、二氧化钛层(6)和FTO导电玻璃(7)，所述金电极(1)为纳米硒化锌修饰金电极，所述叠加多层光吸收材料(3)采用Al₂O₃、ZrO₂或SiO₂纳米粒子负载银氧化锡纳米粒子作为光吸收材料，所述二氧化钛层(6)为纳米结构，且二氧化钛层(6)纳米结构致密薄膜沉积于太阳电池的阳极上，三硫化锑光吸收层(4)致密薄膜沉积于二氧化钛层(6)纳米结构致密薄膜上，由二氧化钛层(6)纳米结构致密薄膜作为电子传输材料层，所述修饰层(5)为海藻酸钠膜。

2.根据权利要求1所述的一种平板异质结无机薄膜太阳电池，其特征在于，所述叠加多层光吸收材料(3)为表面平滑均匀的复合材料多孔薄膜，薄膜孔隙率为25％-40％，孔隙直径3-15nm，薄膜厚度为500-700nm，表面方块电阻为101-102Ω。

3.根据权利要求1所述的一种平板异质结无机薄膜太阳电池，其特征在于，所述空穴传输层为平滑均匀的二氧化铅-二氧化硅凝胶膜，是将粒径为20-40nm的纳米二氧化铅粒子凝结在钙钛矿光吸收层上形成，与光吸收层形成良好接触，膜层厚度为20-45nm，表面方块电阻101-102Ω。

4.根据权利要求1所述的一种平板异质结无机薄膜太阳电池，其特征在于，所述修饰层(5)的海藻酸钠膜厚度为5-20nm。

5.一种平板异质结无机薄膜太阳电池的制备方法，由金电极制备、空穴传输层制备、叠加多层光吸收材料制备、三硫化锑光吸收层制备、修饰层制备、二氧化钛层制备、FTO导电玻璃制备和电池封装七个部分组成，其特征在于，所述二氧化钛层制备是通过用旋涂技术的旋涂次数控制TiO₂薄膜厚度达到最佳值。

6.根据权利要求5所述的一种平板异质结无机薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，所述三硫化锑光吸收层制备的制备方法包括以下步骤：

S1：首先通过化学浴沉积技术控制沉积时间来达到Sb₂S₃薄膜厚度的最佳值；

S2：掺杂技术通过选择合适种类的掺杂材料和掺杂量使Sb₂S₃体内载流子(电子和空穴)浓度达到最佳值；

S3：热退火技术控制退火温度来控制度Sb₂S₃结晶性得到最佳载流子迁移率，最终Sb₂S₃/TiO₂PHJ无机薄膜太阳电池获得了高的短路电流(Jsc)、填充因子(FF)和开路电压(Voc)，获得了稳定7.2％的高能量转换效率；

S4：通过进一步修饰Sb₂S₃/TiO₂PHJ中的TiO₂电子传输层，叠加光吸收层使光吸收边波长拓宽到830nm(禁带宽度约1.5eV)，提高了太阳电池的Voc和Jsc，太阳电池能量转换效率达到了10.2％，超过10％，相较于大面积非晶硅薄膜太阳能电池的6％～8％。

7.根据权利要求6所述的一种平板异质结无机薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，所述修饰层(5)的制备方法包括以下步骤：

S5：海藻酸钠的去离子水溶液的浓度为0.06～10mg/ml；海藻酸钠膜制备时转速为1000-5000rpm，时间30-60s；热处理温度为40-70℃，时间1-60分钟。