[发明专利]一种新型硅-有机杂化太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型硅‑有机杂化太阳能电池及其制备方法，该制备方法利用胶带的保护，将硅基片的背面完全封闭，不让刻蚀液进入，达到保护硅基片背面的目的；在胶带保护基础上，用石英片和夹子把硅基片固定并正面朝上沉浸在刻蚀液中；在刻蚀均匀的微纳结构上，在硅基片的正面旋涂一层PEDOT:PSS减反膜以及旋涂含有二甲基亚砜和聚乙二醇辛基苯基醚的PEDOT:PSS溶液得到一层导电膜。本发明刻蚀保护操作简单，保护效果好，在此基础上得到的新型硅‑有机杂化太阳能电池的制备没有涉及到高温，而且采用了简单的旋涂工艺，可应用于工业化，在优化了材料的组分和各个制备工艺后，从而能够有效改善电池的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制备技术领域，特别是涉及一种新型硅-有机杂化太阳能电池及其制备方法。

背景技术

传统的硅电池成本较高的原因在于在其制备过程中离子注入工艺需要极高的温度，而且需要使用复杂的光刻工艺等，这些工艺很大程度提高了成本，占到了硅电池总成本的三分之一以上，而现有的有机太阳能电池虽然工艺简单，但材料寿命短，很难应用广泛。

如果将硅与有机物结合起来，一方面我们可以很好的将有机材料的优异透光性能，简单的溶液旋涂工艺以及低廉的成本这些优势利用起来，另一方面还能保留硅电池成熟的工艺和其良好的光电性能。这样一来，会简化了电池的制作工艺，降低了成本。因此，硅-有机杂化太阳能电池作为一种新型的太阳能电池在降低成本，提高效率方面展示出了很大的潜力。

为了进一步提高硅-有机杂化太阳能电池的性能，目前所采用的方法都是在硅片表面制备微纳结构来加强光的捕获率，并增加与有机物的接触面积以及获得更多的载流子提升光电转换效率。但这些方法或多或少会存在一些问题，例如：

中国专利文献CN105006496A公布的方法中，其包括了去损伤层、形成去离子水膜、制绒、分离复合结构得到单面纳米绒硅片等步骤，但是该方法在实践应用过程中难以实现，去离子水膜不稳定，两片硅片容易分开导致刻蚀失败，成品率不高；

中国专利文献CN107946384A公开了一种硅-pedot：pss杂化太阳能电池及其制备方法，该方法包括硅基底清洗、表面钝化处理、硅纳米线/pedot：pss复合膜的制备、pedot：pss/硫化亚铜纳米颗粒/氧化石墨烯复合导电层的制备、背面界面层的制备、正背电极的制备7个步骤，但该方法短路电流较低，且退火次数多，容易对有机膜会造成损害；

中国专利文献CN108539027A公开了一种有机无机杂化太阳能电池及其制备方法，该方法包括对N型硅片进行制绒处理、对所述N型硅片进行钝化处理、氯化锶界面修饰薄膜的制备、P3HT复合层的制备、PEDOT:PSS复合层的制备、Bphen/氟化锂复合界面层的制备、正面栅电极的制备以及背面电极的制备6个步骤，但该方法的工艺繁杂，引入了大量的缺陷态，导致载流子复合严重。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种新型硅-有机杂化太阳能电池及其制备方法，能够有效改善电池的性能。