[发明专利]一种异质结太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明涉及一种异质结太阳能电池及其制备方法，用以提高太阳能电池的光电转换效率。异质结光伏电池的制作方法包括：n型硅片的清洗；在n型硅片的表面制备硅纳米线阵列；对n型硅片以及硅纳米线各自的表面进行钝化处理；硅纳米线/Spiro‑OMeTAD复合活性膜的制备；PEDOT:PSS/银纳米颗粒/多壁碳纳米管复合导电层的制备；聚乙烯醇有机钝化层的制备；ITO透明导电层的制备；正面银栅电极的制备；背面电极的制备。

主权项

一种异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）n型硅片的清洗：将n型硅片依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗20‑40分钟，并用氮气吹干，接着将吹干的n型硅片置于浓硫酸/双氧水混合溶液中，110‑120℃下热处理40‑60分钟，接着用去离子水冲洗n型硅片，最后利用氢氟酸去除所述n型硅片的表面的自然氧化硅层；（2）在n型硅片的表面制备硅纳米线阵列：将步骤1得到的硅片置于硝酸银/氢氟酸混合溶液中，其中硝酸银的摩尔浓度为0.02mol/l，氢氟酸的摩尔浓度为4.8mol/l，室温下反应20‑40分钟，然后取出n型硅片，去离子冲洗后，在硝酸溶液中浸泡30‑70分钟，以去除n型硅片表面的银颗粒，然后用去离子水清洗硅片，并用氮气吹干以备用；（3）对n型硅片以及硅纳米线各自的表面进行钝化处理：将步骤2得到n型硅片在氢氟酸溶液中浸泡5‑20分钟，并用氮气吹干，然后浸入饱和五氯化磷的氯苯溶液中，在110℃下热处理40‑60分钟，接着将n型硅片从饱和五氯化磷的氯苯溶液中取出并依次在氯苯和四氢呋喃中清洗，接着将n型硅片放置于甲基氯化镁的四氢呋喃溶液中，以在n型硅片表面形成硅‑甲基钝化层；（4）硅纳米线/Spiro‑OMeTAD复合活性膜的制备：在步骤3得到的n型硅片的正面旋涂含有n型硅纳米线的Spiro‑OMeTAD溶液，转速为1000‑2000转/分钟，旋涂时间为2‑5分钟，室温下在氮气氛围中放置5‑12小时，形成硅纳米线/Spiro‑OMeTAD复合活性膜；（5）PEDOT:PSS/银纳米颗粒/多壁碳纳米管复合导电层的制备：在硅纳米线/Spiro‑OMeTAD复合活性膜表面旋涂含有银纳米颗粒和多壁碳纳米管的PEDOT:PSS溶液；转速为3000‑4000转/分钟，旋涂时间为4‑6分钟，然后置于氮气氛围中进行退火处理，退化温度为110‑120℃，退火时间为5‑15分钟，形成致密的PEDOT:PSS/银纳米颗粒/多壁碳纳米管复合导电层；（6）聚乙烯醇有机钝化层的制备：在所述n型硅片正面旋涂聚乙烯醇溶液，然后置于氮气氛围中进行退火处理，退化温度为90‑110℃，退火时间为5‑10分钟，以形成聚乙烯醇有机钝化层；（7）ITO透明导电层的制备：在步骤6得到的n型硅片的正面利用磁控溅射工艺形成ITO透明导电层；（8）正面银栅电极的制备：在真空环境下利用热蒸镀法，在n型硅片正面蒸镀正面银栅电极；（9）背面电极的制备：在真空环境下利用热蒸镀法，在n型硅片背面蒸镀钛钯银背面电极。