[发明专利]一种有机无机杂化太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种有机无机杂化太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)硅基底的清洗：将n型硅片依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗10-30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，100-120℃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)硅基底的表面钝化处理：将步骤1得到n型硅片用氮气吹干，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；

(3)硅纳米线/PEDOT:PSS复合膜的制备：在步骤2得到的n型硅片的正面旋涂含有n型硅纳米线的PEDOT:PSS溶液，转速为1000-2000转/分钟，旋涂时间为2-4分钟，然后置于氮气氛围中进行退火处理，退火温度为110-120℃，退火时间为12-20分钟，形成致密的硅纳米线/PEDOT:PSS复合膜；

(4)PEDOT:PSS/银纳米线/黑磷烯复合导电层的制备：在硅纳米线/PEDOT:PSS复合膜表面旋涂含有银纳米线和黑磷烯的PEDOT:PSS溶液；转速为2000-3000转/分钟，旋涂时间为2-5分钟，然后置于氮气氛围中进行退火处理，退火温度为110-120℃，退火时间为15-20分钟，形成致密的PEDOT:PSS/银纳米线/黑磷烯复合导电层；

(5)背面界面层的制备：在所述n型硅片背面旋涂碳酸铯溶液，接着旋涂氧化锌纳米颗粒悬浮液，以形成碳酸铯/氧化锌纳米颗粒复合背面界面层；

(6)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；

(7)背面电极的制备：在真空环境下利用热蒸镀法，在n型硅片背面蒸镀背面铝电极；

其中，在所述步骤(3)中，所述n型硅纳米线的长度为100-200nm，所述n型硅纳米线的直径为20-40nm，所述硅纳米线/PEDOT:PSS复合膜的厚度为50-100纳米。

2.根据权利要求1所述的有机无机杂化太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，所述含有n型硅纳米线的PEDOT:PSS溶液的制备方法为：采用金属离子辅助化学刻蚀法在n型硅基底的上表面制备n型硅纳米线阵列，然后利用刀片将n型硅纳米线阵列刮入PEDOT:PSS溶液中，以形成所述含有n型硅纳米线的PEDOT:PSS溶液。

3.根据权利要求1所述的有机无机杂化太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤4中，所述银纳米线的长度为500-800nm，所述银纳米线的直径为10-30nm，所述PEDOT:PSS/银纳米线/黑磷烯复合导电层的厚度为30-60nm。

4.根据权利要求1所述的有机无机杂化太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤5中，旋涂碳酸铯溶液的转速为2000-4000转/ 分钟，旋涂时间为1-3分钟，所述碳酸铯溶液的质量浓度为0.3-0.8mg/ml,旋涂氧化锌纳米颗粒悬浮液的转速为2000-3000转/分钟，旋涂时间为1-4分钟，所述氧化锌纳米颗粒悬浮液的质量浓度为0.1-0.5mg/ml。

5.根据权利要求1所述的有机无机杂化太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述正面银栅电极的厚度为100-200纳米，所述正面银栅电极中的主栅线的宽度为0.3-0.7mm，副栅线的宽度为0.05mm，相邻副栅线之间的间隔为0.95mm。

6.根据权利要求1所述的有机无机杂化太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述背面铝电极的厚度为200-300nm。

7.一种有机无机杂化太阳能电池，其特征在于，所述有机无机杂化太阳能电池为采用权利要求1-6任一项所述的方法制备形成的有机无机杂化太阳能电池。