[发明专利]一种高转换效率的Si/ZnO异质结太阳电池的制备方法

说明书

本发明提供了一种高转换效率的Si/ZnO异质结太阳电池的制备方法，依次包括以下步骤：1)清洗硅片；2)制备中间层薄膜；3)氧化退火；4)制备AZO薄膜；5)制备背电极；6)安装掩模板；7)制备前电极；8)移除掩模板；9)还原退火，形成太阳能电池，p‑Si/n‑ZnO结构的太阳能电池以硅片作为衬底，中间层薄膜，正面N型AZO薄膜，前电极和背电极，各太阳能电池结构均采用磁控溅射技术，工艺简单，成本低，操作方便；采用的界面修饰方法简单，工艺过程及手段，操作方便，成本低；采用该界面修饰方法后能提高Si/ZnO异质结太阳电池转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，具体涉及一种高转换效率的Si/ZnO异质结太阳电池的制备方法。

背景技术

Si/ZnO异质结具有原材料丰富、低成本、工艺简单和绿色和拓宽光谱等优点，非常适合太阳电池领域，此外，Si/ZnO异质结构还广泛其他领域，比如光电二极管、UV探测器、卷积器、声学材料、油墨印制光电器件、气敏传感器和锂离子电池等。Si/ZnO异质结构的广泛应用，促使ZnO与先进成熟Si技术集成在一起。Si/ZnO异质结是电子电路的基本和核心构件，是微/纳光/电子器件关键核心部件，器件性主要受Si/ZnO异质结的影响。美国学者Kozarsky E制备Si/ZnO异质结太阳电池，开路电压V_oc＝360mV，短路电流密度J_sc＝28.26mA/cm2，效率η＝5.91％。俄罗斯学者Untila G制备Si/ZnO异质结太阳电池，效率η＝8.3％。目前Si/ZnO太阳电池转换效率偏低，主要受Si/ZnO界面影响，影响其进一步应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种高转换效率的Si/ZnO异质结太阳电池的制备方法，提高了Si/ZnO异质结太阳电池转换效率。

本发明解决上述问题的技术方案为：一种高转换效率的Si/ZnO异质结太阳电池的制备方法，依次包括以下步骤：

第一步：清洗硅片：取硅片，进行清洗；

第二步：制备中间层薄膜：在清洗好的硅片的一侧，采用磁控溅射技术，使用本征氧化锌混合制备中间层薄膜；

第三步：制备AZO薄膜：在中间层薄膜远离硅片的一侧，使用Al₂O₃掺杂ZnO靶材，采用磁控溅射技术，沉积AZO薄膜；

第四步：制备背电极：在硅片远离中间层薄膜的一侧，采用磁控溅射技术，制备背电极；

第五步：安装掩模板：在AZO薄膜远离中间层薄膜的一侧，安装掩模板；

第六步：制备前电极：采用磁控溅射技术，基于掩模板在AZO薄膜表面上制备前电极；

第七步：移除掩模板：待前电极制备完成之后，将掩模板移除，得到异质结太阳电池半成品；

第八步：还原退火：将太阳电池半成品进行还原退火形成异质结太阳电池。

进一步的，在第二步中采用磁控溅射制备AZO薄膜时，衬底温度是50-300℃。

进一步的，在进行制备AZO薄膜之前将制备好的中间层薄膜进行氧化退火。

进一步的，第三步氧化退火时，退火温度是300～600℃，保温时间20～60min，然后随炉冷却。

进一步的，在第四步中采用磁控溅射制备AZO薄膜时，衬底温度是50-300℃。

进一步的，在第五步中采用磁控溅射制备背电极时，衬底温度是50-300℃。

进一步的，在第七步中采用磁控溅射制备前电极时，衬底温度是50-300℃。

进一步的，所述前电极是“山”字形状。