[发明专利]改善硅纳米线太阳能电池性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，主要涉及一种改善硅纳米线太阳能电池性能的方法。

背景技术

近年来，随着人们对能源需求的不断增加，作为可再生能源之一的太阳能引起了越来越多的关注。太阳能电池将光能转化为电能逐渐成为研究的热点。晶体硅电池作为第一代太阳能电池，具有良好的转换效率，原材料丰富(地壳含量丰度第二元素为硅)无毒，但是晶体硅电池的制备能量回收期长，使晶体硅太阳能电池实现大范围的应用成本较高。随后，出现了以低成本为特征的第二代薄膜电池，其中之一的硅薄膜电池相对于晶体硅电池，其明显的优势就是降低了电池的制备成本，但是硅薄膜电池的转换效率相对于体硅电池较低。这样，低成本高转换率成为第三代太阳能电池业内人士追求的目标。

而作为新型第三代太阳能电池之一，硅纳米线电池反射率明显低于硅薄膜，因而有着优良的光吸收特性，另一方面硅纳米线电池径向结构有助于光生载流子收集载流子，这种光吸收方向与光生载流子收集方向彼此正交的结构，有效地解决光厚电薄的矛盾(即光吸收需要薄膜厚、而光生载流子收集需要薄膜薄)，因此，硅纳米线电池有着广阔的发展前景。

但是，由于硅纳米线有更多的表面缺陷态，产生了更多的漏电电流，能量大多在电池内部被消耗，开路电压往往低于硅薄膜电池的开路电压。因此，目前硅纳米线太阳能电池的效率并不高。

综上所述，若能减少硅纳米线太阳能电池中的漏电电流，硅纳米线太阳能电池的效率将有很大的提升空间，其实用价值也将得到充分展现。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明解决的技术问题是目前的硅纳米线太阳能电池的效率较低的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出一种改善硅纳米线太阳能电池性能的方法，包括以下步骤：S1、将硅纳米线太阳能电池和导电金属网置于电解液中，并将该硅纳米线太阳能电池和该导电金属网分别连接至稳压直流电源的负极和正极；S2、打开所述稳压直流电源的同时用光照射所述硅纳米线太阳能电池，并持续一个预定时间；S3、从所述电解液中取出所述硅纳米线太阳能电池，并进行清洗。

根据本发明的一种实施方式，所述硅纳米线太阳能电池包括前电极透明导电膜，所述电解液为与所述前电极透明导电膜反应可生成绝缘性反应物的溶液。

根据本发明的一种实施方式，所述电解液的浓度为5g/L～200g/L的氯化铝溶液。

根据本发明的一种实施方式，所述导电金属网为透光的导电金属网。

根据本发明的一种实施方式，所述稳压直流电源的电压范围为0.1V～20V。

根据本发明的一种实施方式，所述导电金属网与所述硅纳米线太阳能电池彼此平行放置于所述电解液中。

根据本发明的一种实施方式，所述步骤S2中所述到硅纳米线太阳能电池的光为能产生光电压的电磁波。

根据本发明的一种实施方式，所述步骤S2中的预定时间为15s～200s。

根据本发明的一种实施方式，所述步骤S3的清洗步骤包括：用去离子水冲淋所述硅纳米线太阳能电池，然后用高纯气体吹干水分。

根据本发明的一种实施方式，所述高纯气体为氮气或惰性气体。

(三)有益效果

本发明提出的改善硅纳米线电池的性能的后处理方法，在硅纳米线电池中加入三氧化二铝等高电阻氧化物从而能提高电池性能。

本发明提出的电化学和光照结合为硅纳米线钝化降低暗电流、提高电池性能提供一种新途径。不同于电池制备过程中原子层沉积(ALD)技术，结合电化学方法后处理硅纳米线太阳能电池，工艺简单、成本低廉。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是本发明的改善硅纳米线太阳能电池性能的方法的流程图；

图2是本发明的一个实施例改善硅纳米线太阳能电池性能时的器件连接图；

图3是本发明的一个实施例在硅纳米线太阳能电池改善性能前后电流-电压特性曲线对比图。

具体实施方式

硅纳米线太阳能电池通常包括：背电极、透明导电氧化物膜(Transparent Conductive Oxide-TCO)、硅纳米线层和前电极氧化铟锡膜(Indium Tin Oxide-ITO，TCO之一)，改善硅纳米线太阳能电池性能核心在于提高开路电压、填充因子。