[发明专利]一种肖特基太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明提供了一种肖特基太阳能电池及其制备方法，它包括背电极、正电极栅线、半导体层、无定形碳薄膜Ⅰ和在铜薄膜和与铜薄膜接触的碳薄膜间催化生成的石墨烯层；无定形碳薄膜Ⅰ位于半导体层和石墨烯层间；半导体层正面为无定形碳薄膜Ⅰ，背面为背电极；石墨烯层正面的窗口四周有正电极栅线，石墨烯层为阳极；其制备方法为先通过在半导体层溅射碳薄膜，随后溅射铜薄膜，接着在铜薄膜和与铜薄膜接触的碳薄膜间催化碳薄膜的无定形碳生成石墨烯，生成的石墨烯层厚度很薄，无定形碳薄膜Ⅰ即没有参加催化的碳薄膜位于石墨烯层和半导体层间，不仅提高半导体层内部分离电子和空穴的能力，提高界面质量，而且使肖特基太阳能电池具有较高的光电转换效率。

主权项

一种肖特基太阳能电池，其短路电流为350‑480mA/cm2，开路电压为0.44‑0.78 V，转换效率为10.2%‑16.1%，包括背电极、正电极栅线、半导体层，其特征在于，还包括无定形碳薄膜Ⅰ和在铜薄膜和与铜薄膜接触的碳薄膜间催化生成的石墨烯层，无定形碳薄膜Ⅰ位于半导体层和石墨烯层间；半导体层正面为无定形碳薄膜Ⅰ，背面为背电极；石墨烯层正面的窗口四周有正电极栅线，所述的石墨烯层为阳极；所述的石墨烯层的生成方法是通过利用磁控溅射系统，所用靶材为高纯度的石墨和铜，溅射气体为氩气，气体流量为50‑70 sccm，气压为5.0Pa，溅射电压为250V‑400V，溅射电流为0.02A，在半导体层上溅射厚度为2‑60nm的具有绝缘性、高透光率的碳薄膜，随后在碳薄膜上通过原位溅射制备厚度为100‑600nm的铜薄膜，气体流量为10‑30 sccm，气压为1.0Pa，溅射电压为250V‑400V，溅射电流为0.02A；然后通过CVD技术进行退火热处理，气压为100Pa，通入氩气与氢气，流量分别为500‑1500sccm、2‑6sccm，退火温度为800‑1050℃，退火时间为10‑30分钟，升温速率为15℃/分钟，在铜薄膜和与铜薄膜接触的碳薄膜间催化生成单层或多层石墨烯即为石墨烯层，其厚度为0.3‑0.6nm。