[发明专利]硅基核壳纳米线光伏电池及其制备工艺

权利要求书

1.一种硅基核壳纳米线光伏电池，其特征在于：它包括N型硅衬底，所述N型硅衬底正面形成有硅纳米线阵列作为光活性层，其底面上设有金属背电极，所述硅纳米线阵列上共形覆盖空穴传输的有机导电聚合物形成核壳结构的纳米线异质结作为光伏结，所述异质结上设有ITO顶电极。

2.根据权利要求1所述的硅基核壳纳米线光伏电池，其特征在于：所述空穴传输的有机导电聚合物包括PEDOT:PSS。

3.根据权利要求1所述的硅基核壳纳米线光伏电池，其特征在于：所述N型硅纳米线阵列及硅衬底均由纯度为3-6N级的单晶或多晶硅形成，其中，硅纳米线高度为3-5μm，硅衬底厚度为5-200μm。

4.根据权利要求1所述的硅基核壳纳米线光伏电池，其特征在于：所述金属背电极包括覆设于N型硅衬底底面上的Al电极层，所述ITO顶电极包括覆设于异质结上的ITO玻璃。

5.一种硅基核壳纳米线光伏电池的制备工艺，其特征在于，该工艺为：采用湿法刻蚀在N型硅衬底正面制备出硅纳米线阵列，然后以空穴传输的有机导电聚合物共形覆盖在硅纳米线阵列上，形成核壳纳米线异质结，最后在N型硅衬底底面和异质结上分别组装金属背电极和ITO顶电极，获得目标产品。

6.如权利要求5所述的硅基核壳纳米线光伏电池的制备工艺，其特征在于，该工艺具体包括如下步骤：

ⅰ、在N型硅衬底正面采用具有催化活性的金属援助硅化学刻蚀制备硅纳米线阵列；

ⅱ、取空穴传输的有机导电聚合物的溶液填充硅纳米线阵列后，蒸发除去该有机导电聚合物溶液中的溶剂，形成共形覆盖在硅纳米线阵列上的有机导电聚合物薄膜；

ⅲ、在N型硅衬底底面和异质结上分别组装金属背电极和ITO顶电极，获得目标产品。

7.如权利要求6所述的硅基核壳纳米线光伏电池的制备工艺，其特征在于，步骤i具体为：首先在N型硅衬底正面无电镀淀积形成不连续的银薄膜，而后借助银薄膜的催化作用，在N型硅衬底正面湿法刻蚀形成硅纳米线阵列，最后除去银薄膜。

8.根据权利要求5或6所述的硅基核壳纳米线光伏电池的制备工艺，其特征在于：所述空穴传输的有机导电聚合物包括PEDOT:PSS，所述金属背电极包括淀积于N型硅衬底底面上的Al电极层。

9.根据权利要求5或6所述的硅基核壳纳米线光伏电池的制备工艺，其特征在于，在异质结阵列上组装ITO顶电极的过程为：

取ITO玻璃的导电面上涂覆空穴传输的有机导电聚合物溶液，并将其置于异质结表面，而后蒸发除去该有机导电聚合物溶液中的溶剂，使ITO玻璃的导电面与异质结固定连接。

10.根据权利要求6所述的硅基核壳纳米线光伏电池的制备工艺，其特征在于：所述空穴传输的有机导电聚合物溶液包括体积比为1：3-1：1的极性有机溶剂和商用PEDOT:PSS水溶液，所述极性有机溶剂至少选自乙醇、丙酮和异丙醇中的任意一种。