[发明专利]一种基于硅纳米线阵列的太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于硅纳米线阵列的太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)N型硅片的清洗；

2)在N型硅片的表面制备硅纳米线阵列；

3)对所述步骤2得到的N型硅片进行甲基化处理；

4)接着在所述N型硅片的上表面旋涂含有乙基乙酰乙酸二异丙醇铝和异丙醇锆的有机溶液，并进行热处理，进一步钝化所述N型硅片的上表面；

5)P3HT/酞菁铜复合层的制备：在所述步骤4得到的N型硅片的正面依次旋涂P3HT溶液、热蒸发酞菁铜、旋涂P3HT溶液、热蒸发酞菁铜、旋涂P3HT溶液，接着进行第一次退火处理，以形成所述P3HT/酞菁铜复合层；

6)PEDOT:PSS层的制备：在PEDOT:PSS水溶液中添加一定量的氯化镁，以形成PEDOT:PSS混合溶液，在所述步骤5得到的N型硅片的正面旋涂所述PEDOT:PSS混合溶液，并进行第二次退火处理，以形成所述PEDOT:PSS改性层；

7)在所述步骤6得到的N型硅片的背面利用原子层沉积法制备一氧化铝薄层，其中，沉积氧化铝的速率均为1-2埃米/周期，沉积的周期数为3-5；

8)正面栅电极的制备；

9)背面电极的制备；

其中，在所述步骤(5)中，所述P3HT溶液的浓度0.5-1mg/ml，每次旋涂所述P3HT溶液的转速均为1000-2000转/分钟，每次旋涂所述P3HT溶液的时间均为2-4分钟，每次热蒸发酞菁铜的速率均为1-2埃米/秒，每次热蒸发酞菁铜的时间均为3-6秒，所述第一次退火处理的退火温度为130-160℃，所述第一次退火处理的退火时间为20-40分钟；

其中，在所述步骤(6)中，PEDOT:PSS混合溶液中的氯化镁的浓度为0.05-0.5mg/ml，旋涂所述PEDOT:PSS混合溶液的转速为2000-3000转/分钟，旋涂所述PEDOT:PSS混合溶液的时间为1-5分钟，所述第二次退火处理的退火温度为110-130℃，所述第二次退火处理的退火时间为15-30分钟。

2.根据权利要求1所述的基于硅纳米线阵列的太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，通过湿法刻蚀或干法刻蚀在N型硅片的表面制备硅纳米线阵列，所述硅纳米线阵列中的单个硅纳米线的长度为1-1.5微米，所述硅纳米线的直径为100-400纳米，相邻硅纳米线的间距为200-600纳米。

3.根据权利要求1所述的基于硅纳米线阵列的太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，首先将步骤(2)得到的N型硅片浸入饱和五氯化磷的氯苯溶液中，在120℃下浸泡1-2小时，接着将该N型硅片从该饱和五氯化磷的氯苯溶液中取出，然后将该N型硅片放置于1mol/L甲基氯化镁的四氢呋喃溶液中，在85℃下浸泡6-9小时，以在所述N型硅片的表面形成Si-CH₃键，以钝化所述N型硅片。

4.根据权利要求1所述的基于硅纳米线阵列的太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，所述含有乙基乙酰乙酸二异丙醇铝和异丙醇锆的有机溶液中所述乙基乙酰乙酸二异丙醇铝的浓度为0.3-0.9mg/ml，所述异丙醇锆的浓度为0.3-0.9mg/ml，旋涂的转速为4000-5000转/分钟，旋涂的时间为1-3分钟，所述热处理的温度200-300℃，所述热处理的时间为15-30分钟。

5.根据权利要求1所述的基于硅纳米线阵列的太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤(8)中，通过热蒸镀金属银形成所述正面栅电极，所述正面栅电极的厚度为150-200纳米。

6.根据权利要求1所述的基于硅纳米线阵列的太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤(9)中，通过热蒸镀金属铝形成所述背面电极，所述背面电极的厚度为200-300纳米。

7.一种基于硅纳米线阵列的太阳能电池，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的方法制备形成的。