[发明专利]一种硫化钼薄膜异质结太阳能电池及其制造方法

说明书

本发明公开了一种硫化钼薄膜异质结太阳能电池，其采用PVA/PVP光透膜层作为电池的窗口层，由于PVA/PVP光透膜层能够隔离空气，从而增加了硫化钼薄膜异质结太阳能电池的稳定性；并且其在P型单晶硅衬底与硫化钼薄膜层之间设置了氧化石墨烯中间层，通过氧化石墨烯中间层与P型单晶硅衬底接触，由于氧化石墨烯中含有氢键可以与P型单晶硅衬底表面的悬挂键结合，从而降低了P型单晶硅衬底的表面态，有利于提升电池的开路电压和短路电流，进一步提升本发明的硫化钼薄膜异质结太阳能电池的转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种硫化钼薄膜异质结太阳能电池及其制造方法。

背景技术

太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。因此，深入研究和利用太阳能资源，对缓解资源危机、改善生态环境具有十分重要的意义。

在各种太阳能电池中，晶体硅太阳能电池虽然仍是主流的太阳能电池，但是其制造过程中需要用到高温扩散等复杂工艺，制造成本高，进一步提高转换效率受到限制。

而硫化钼薄膜的制备主要采用化学气相沉积法(CVD)，其具有过程简单、耗时少、成本低、合成的硫化钼薄膜具有高结晶度、面积大等优点，并且硫化钼薄膜材料具有高电子迁移率和优异的光、电、机械、化学、声、力学等特性，其在可见光区吸收系数大、光谱响应范围宽、导电性能优秀，与单晶硅结合构造异质结太阳能电池具有良好光伏特性和高的转换效率，因此硫化钼薄膜异质结太阳能电池具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明提出了一种硫化钼薄膜异质结太阳能电池及其制造方法，以解决现有的硫化钼薄膜异质结太阳能电池稳定性差和转换效率低的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种硫化钼薄膜异质结太阳能电池，包括：

P型单晶硅衬底，所述P型单晶硅衬底的背面形成有铝背电极层，其正面由下至上依次形成有二氧化硅绝缘层、金电极层、钛电极层；所述二氧化硅绝缘层、金电极层、钛电极层上开设有开槽，所述开槽贯穿所述二氧化硅绝缘层、金电极层、钛电极层，止于所述P型单晶硅衬底的正面；

氧化石墨烯中间层，填充在所述开槽内，且所述氧化石墨烯中间层的底部与所述P型单晶硅衬底接触，其顶部与所述二氧化硅绝缘层的顶部齐平；

硫化钼薄膜层，形成在所述氧化石墨烯中间层上，且覆盖在所述钛电极层上；以及

PVA/PVP光透膜层，覆盖在所述硫化钼薄膜层上，作为电池的窗口层。

进一步地，所述PVA/PVP光透膜层与所述硫化钼薄膜层作为一整体覆盖在所述氧化石墨烯中间层及所述钛电极层上。

进一步地，所述氧化石墨烯中间层的厚度为2nm-10nm，所述二氧化硅绝缘层的厚度为50nm-300nm。

进一步地，所述金电极层的厚度为20nm-400nm，所述钛电极层的厚度为10nm-100nm。

进一步地，所述硫化钼薄膜层的厚度为0.7nm-20nm；所述PVA/PVP光透膜层的厚度为50μm-200μm，所述PVA/PVP光透膜层的光透率为80％-90％。

同时，本发明还提供一种硫化钼薄膜异质结太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

提供P型单晶硅衬底，在所述P型单晶硅衬底的正面制备二氧化硅绝缘层后清洗所述P型单晶硅衬底，去除其上的有机污渍与金属离子；

在所述P型单晶硅衬底的背面制备铝背电极层，并在真空环境下恒温退火0.8-1.2h；