[发明专利]一种石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺

说明书

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其为一种石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺，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。本发明通过将B掺杂叠层硅量子点引入石墨烯/n型硅结构太阳能电池，形成p型叠层硅量子点/石墨烯/二氧化硅/n型硅结构，从而有效提高该太阳能电池的光电转换效率，且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避免了单晶硅材料的大量消耗，与传统单晶硅太阳能电池相比能节约2/3单晶硅的消耗，大大降低了硅基太阳能电池的生产成本。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体为一种石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺。

背景技术

在石墨烯/硅结构太阳能电池中，太阳光很容易透过石墨烯进入到肖特基结区，在硅吸收区域处形成光生载流子，光生载流子在内建电场的作用下进行分离，形成光电流。与传统晶硅太阳能电池相比，石墨烯/硅基结构太阳能电池不仅能避免了高温、高真空等复杂的制备过程，而且还更有利于光吸收和载流子的分离和输运。因此，石墨烯/硅结构太阳能电池在新一代低成本高效率光伏器件的研究中得到了越来越多的关注。但是，目前石墨烯/硅结构太阳能电池的实验室转化效率仅仅达到了10％左右，远低于我们目前商用晶硅太阳能电池的转化效率(20％左右)，离硅基薄膜太阳能电池的商用水平(PCE＝15％)也存在着一定的距离。所以，能否进一步提高石墨烯/硅基结构太阳能电池转化效率是其商业化进程中面临的关键问题。鉴于此，我们提出一种石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种石墨烯/硅结构太阳能电池的生产工艺，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。

作为本发明的优选，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；