[发明专利]一种表面钝化制备硫化锑基薄膜太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种表面钝化制备硫化锑基薄膜太阳能电池的方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1，制备各步骤中所需的溶液：

所述的溶液包括用于制备电子传输层的二氧化钛溶液、用于制备硫化锑吸光层的锑前驱体溶液、用于钝化处理硫化锑薄膜吸光层的三氯化锑溶液、双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液和用于制备空穴传输层的Spiro-OMeTAD溶液；

步骤2，FTO导电玻璃基底的表面处理；

步骤3，电子传输层的制备：

所述电子传输层为二氧化钛；

将经过处理的FTO导电玻璃放置于匀胶机的吸盘上；用移液枪量取20～70μL所述的二氧化钛溶液，滴加在该FTO导电玻璃的上表面，并使该二氧化钛溶液铺满表面；以1000～5000r/min的转速旋涂20～50s；旋涂完毕后，将涂有二氧化钛的FTO导电玻璃放在加热台上，在空气中300～550℃下退火处理10～70min；自然冷却至室温，即得到厚度为30～40nm的电子传输层；

步骤4，吸光层的制备：

所述吸光层为硫化锑

将所述匀胶机和加热台均置于有氮气保护的手套箱内；

将制备有电子传输层的FTO导电玻璃置于匀胶机的吸盘上；

用移液枪量取40～80μL所述锑前驱体溶液，滴加在该电子传输层上表面，并使该锑前驱体溶液铺满表面；以4000～9000r/min的转速旋涂20～50s；旋涂完毕后，将涂覆有锑前驱体溶液的FTO导电玻璃放在加热台上，100～400℃下退火处理1～10min；自然冷却至室温，即得到厚度为150～160nm的硫化锑吸光层；

步骤5，钝化层的制备：

所述钝化层为三氯化锑；

将制备有吸光层的FTO导电玻璃放置于所述匀胶机的吸盘上；用移液枪量取40～80μL所述三氯化锑溶液，滴于硫化锑薄膜表面，并铺满表面；以2000～5000r/min的转速旋涂20～50s；旋涂完毕后，将该玻璃基底放在所述加热台上，50～200℃下退火处理10～60s；自然冷却至室温，得到厚度为1～2nm的三氯化锑的钝化层；

步骤6，空穴传输层的制备：

所述空穴传输层为Spiro-OMeTAD；

将制备有钝化层的FTO导电玻璃置于匀胶机的吸盘上；用移液枪取20～50μL所述Spiro-OMeTAD溶液，滴于三氯化锑钝化层表面，并铺满表面；以3000～6000r/min的转速旋涂20～50s；

旋涂完毕后，将该玻璃基底从有氮气保护的手套箱内取出，放到空气环境中的加热台上，50～150℃下退火处理10～30min；自然冷却至室温，得到厚度为110～130nm的空穴传输层；

步骤7，电极蒸镀：

将制备有空穴传输层的FTO导电玻璃置于蒸镀仪中；将纯度为99.99％、重量为0.2～0.4mg金颗粒放到蒸镀仪中的舟上；对该蒸镀仪抽真空至真空度为3.0×10^-4Pa，通过所述蒸镀仪控制面板，以的速度蒸镀30～40min，得到厚度为90～120nm金电极；

至此，完成了所述硫化锑基薄膜太阳能电池的制备。

2.如权利要求1所述表面钝化制备硫化锑基薄膜太阳能电池的方法，其特征在于，所述硫化锑基薄膜太阳能电池以透明FTO导电玻璃为基底，在该玻璃基底的表面自下向上依次为电子传输层、吸光层、钝化层、空穴传输层和金电极。

3.如权利要求2所述表面钝化制备硫化锑基薄膜太阳能电池的方法，其特征在于，所述的FTO导电玻璃的阻抗为10～15Ω/m²；所述电子传输层为二氧化钛，其厚度为30～40nm；所述吸光层为硫化锑，其厚度为150～160nm；所述钝化层为三氯化锑，其厚度为1～2nm；所述空穴传输层为Spiro-OMeTAD，其厚度为110～130nm；所述金电极的厚度为90～120nm。

4.如权利要求1所述表面钝化制备硫化锑基薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：所述二氧化钛溶液由1.0～2.0mL分析纯的钛酸正丁酯、5.0～9.0mL分析纯的乙醇和0.2～1.5mL分析纯的乙二胺混合搅拌而成；

所述锑前驱体溶液是在291.5～874.6mg分析纯的三氧化二锑粉末中加入1.0～4.0mL分析纯的乙醇、1.0～3.5mL分析纯的二硫化碳和1.0～5.0mL分析纯的正丁胺混合搅拌而成；

所述三氯化锑溶液的浓度为5～60mg/mL，是在5～60mg分析纯的三氯化锑中加入1mL分析纯的乙醇混合搅拌而成；

所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液是在520mg纯度为99.95％的双三氟甲烷磺酰亚胺锂中加入1mL优级纯的乙腈混合搅拌而成；

所述Spiro-OMeTAD溶液是在70～90mg纯度为99.95％的2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴中加入28μL优级纯的4-叔丁基吡啶和17μL浓度为520mg/mL的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液搅拌而成。