[发明专利]一种掺杂金属氧化物半导体太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂金属氧化物半导体太阳能电池，其特征在于，依次由透明导电玻璃层、掺杂ZnO薄膜层、聚合物吸光层、电子阻挡层和金属电极层层叠而成；

所述的掺杂ZnO薄膜层是通过以下方法制备的：

a、在无水乙醇中加入醋酸锌、与掺杂元素相对应的金属盐、单乙醇胺，水浴加热搅拌形成澄清并透明的溶胶，所述的掺杂元素为Sn、Cs、Cu、Gr和Cd中的一种或数种；

b、将洗净的透明导电玻璃进行UV处理，将制得的溶胶旋涂在透明导电玻璃上，100℃～200℃下干燥10～30min，然后在300-600℃下热处理1-3h，由此制得铺在透明导电玻璃上的掺杂ZnO薄膜层。

2.根据权利要求1所述的掺杂金属氧化物半导体太阳能电池，其特征在于，所述的透明导电玻璃为氧化铟锡玻璃、氟掺杂锡氧化物玻璃或Al掺杂ZnO玻璃；所述的聚合物吸光层为聚噻吩或MEH-PPV层；所述的电子阻挡层为MoO3层；所述的金属电极为Al或Ag层。

3.根据权利要求1所述的掺杂金属氧化物半导体太阳能电池，其特征在于，所述的掺杂ZnO薄膜层的厚度为30～200nm，所述的聚合物吸光层的厚度为500nm，所述的电子阻挡层的厚度为5nm，所述的金属电极层的厚度为120nm。

4.根据权利要求3所述的掺杂金属氧化物半导体太阳能电池，其特征在于，所述的掺杂ZnO薄膜层的厚度为100nm。

5.根据权利要求1所述的掺杂金属氧化物半导体太阳能电池，其特征在于，所述的醋酸锌在无水乙醇中的摩尔浓度为0.1～2.0mol/L，所述的掺杂元素相对应的金属盐为马来酸二丁基锡、醋酸铯、氯化铜、乙酸铬和乙酸镉；所述的掺杂元素相对应的金属盐的金属与醋酸锌的摩尔比为0.5～10：90～100；所述的加入的单乙醇胺与掺杂元素相对应的金属盐的金属和醋酸锌的物质的量之和的摩尔比为1：1；步骤a中水浴加热温度为50℃；所述的步骤b的将制得的溶胶旋涂在透明导电玻璃上，溶胶旋涂的旋涂速度为1000-6000转/分。

6.一种权利要求1所述的掺杂金属氧化物半导体太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、在无水乙醇中加入醋酸锌、与掺杂元素相对应的金属盐、单乙醇胺，水浴加热搅拌形成澄清并透明的溶胶，所述的掺杂元素为Sn、Cs、Cu、Gr和Cd中的一种或数种；

b、将洗净的透明导电玻璃进行UV处理，将制得的溶胶旋涂在透明导电玻璃上，100℃-200℃下干燥10-30min，然后在300-600℃下热处理1-3h，由此使得掺杂ZnO薄膜层铺在透明导电玻璃层上；

c、然后将聚合物吸光材料旋涂在掺杂ZnO薄膜层上形成聚合物吸光层，再利用真空蒸镀将电子阻挡层蒸镀在聚合物吸光层上，然后利用真空蒸镀将金属电极蒸镀在电子阻挡层上，由此得到掺杂金属氧化物半导体太阳能电池。

7.根据权利要求6所述的的制备方法，其特征在于，所述的透明导电玻璃为氧化铟锡玻璃、氟掺杂锡氧化物玻璃或Al掺杂ZnO玻璃；所述的聚合物吸光层为聚噻吩或MEH-PPV层；所述的电子阻挡层为MoO3层；所述的金属电极为Al或Ag层。

8.根据权利要求6所述的的制备方法，其特征在于，所述的掺杂ZnO薄膜层的厚度为50～200nm，所述的聚合物吸光层的厚度为500nm，所述的电子阻挡层的厚度为5nm，所述的金属电极层的厚度为120nm。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的掺杂ZnO薄膜层的厚度为100nm。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的醋酸锌在无水乙醇中的摩尔浓度为0.1～2.0mol/L，所述的掺杂元素相对应的金属盐为马来酸二丁基锡、醋酸铯、氯化铜、乙酸铬和乙酸镉；所述的掺杂元素相对应的金属盐的金属与醋酸锌的摩尔比为0.5～10：90～100；所述的加入的单乙醇胺与掺杂元素相对应的金属盐的金属和醋酸锌的物质的量之和的摩尔比为1：1；步骤a中水浴加热温度为50℃；所述的步骤b的将制得的溶胶旋涂在透明导电玻璃上，溶胶旋涂的旋涂速度为1000-6000转/分。