[发明专利]一种石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺

权利要求书

1.一种石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺，其特征在于：包括以下流程：

步骤一、将硼掺杂叠层硅量子点引入到石墨烯/n型硅结构太阳能电池上，形成p型叠层硅量子点/石墨烯/二氧化硅/n型硅结构太阳能电池，具体的器件制备过程如下：

(1)、通过等离子体增强气相沉积法(PECVD)在1cm*1cm尺寸的n型硅上表面制备一层厚度为500nm左右的二氧化硅绝缘层，中间留出0.5cm*0.5cm大小的窗口；

(2)、通过磁控溅射方式制备一层Au薄膜铺盖在SiO₂绝缘层上作为顶电极使用，厚度为50nm左右；

(3)、通过转移将石墨烯层铺盖在n型硅上表面窗口处，石墨烯层厚度为10-15nm，以期与n型硅形成肖特基结结构，同时石墨烯层边缘与Au电具有电学接触；

(4)、通过等离子体增强气相沉积法在石墨烯层上制备非晶硅/非晶碳化硅多层膜结构，激光诱导晶化处理后形成叠层硅量子点多层膜，硅量子点多层膜厚度为30nm左右，以期与石墨烯层形成异质结结构；

(5)、在n型硅下表面制备In/Ga合金薄膜作为底电极使用；

步骤二、在石墨烯/硅肖特基结界面处引入一层氧化层，对石墨烯/硅肖特基结界面进行修饰。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺，其特征在于：步骤(4)通过等离子体增强气相沉积法制备叠层硅量子点多层膜样品的具体流程如下：

①将清洗干净的衬底装入反应腔内，通入流量为20sccm的氢气，在射频功率为20W的条件下进行预处理5分钟；

②将反应腔抽至真空，通入甲烷和硅烷的混合气体作为反应气体，制备氢化非晶碳化硅薄膜作为介质层，沉积时间为20s，沉积介质层的厚度为2nm，接下来，将反应腔抽至真空，通入流量为5sccm的反应气体SiH₄，同时，根据设计的掺杂浓度，选择通入硼烷，从而沉积硼掺杂a-Si:H薄膜，淀积时间设置100s，沉积薄膜厚度为10nm，两个过程交替进行两周期；类似地，将沉积时间变为80s，沉积厚度为8nm的B掺杂a-Si:H薄膜，接着，沉积厚度为2nm的a-SiC:H薄膜，两个过程交替进行两个周期；最后，将沉积时间变为40s，沉积厚度为4nm的a-Si:H薄膜，接下来沉积厚度为2nm的a-SiC:H薄膜，两个过程同样交替进行两个周期，这样，就沉积了非晶硅子层厚度自下而上分别为10nm、8nm和4nm的B掺杂a-Si:H/SiC:H渐变结构多层膜；

③使用KrF准分子脉冲激光器对步骤②制得的非晶样品进行激光退火处理，激光脉冲能量为350mJ/cm²，重复辐照5个脉冲。

3.根据权利要求2所述的石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺，其特征在于：制备叠层硅量子点多层膜样品采用的是功率源频率为13.56MHz的常规射频等离子体增强化学气相沉积。

4.根据权利要求2所述的石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺，其特征在于：在制备非晶硅/非晶碳化硅多层膜结构的过程中衬底温度维持在250℃，射频功率为30W。

5.根据权利要求4所述的石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺，其特征在于：在制备非晶硅/非晶碳化硅多层膜结构的过程中反应气体甲烷和硅烷的流量比为50sccm:5sccm。

6.根据权利要求4所述的石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺，其特征在于：在激光退火处理过程中所使用的KrF准分子脉冲激光器的波长为248nm，脉宽为25ns。