[发明专利]一种硅基有机无机杂化太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种硅基有机无机杂化太阳能电池及其制备方法，该包括以下步骤：在N型单晶硅基底的上表面制备硅线阵列，接着对所述N型单晶硅基底进行钝化处理；在一定压强下制备第一Spiro‑OMeTAD层、第二Spiro‑OMeTAD层以及第一PEDOT:PSS层，接着在所述N型单晶硅基底上制备正面电极；在所述N型单晶硅基底的背面蒸镀氟化锂层；在所述N型单晶硅基底的背面制备背面电极。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种硅基有机无机杂化太阳能电池及其制备方法。

背景技术

与传统的单晶硅电池或多晶硅电池相比，基于透明导电层与硅的肖特基太阳能电池的结构简单、制备过程简单易行、制备过程不需要高温工艺，从而引起了高校以及企业的研究人员的兴趣。近年来，Spiro-OMeTAD、P3HT、PEDOT:PSS等导电聚合物由于其具体有高导电性以及高透光性而广泛应用于硅基有机无机杂化太阳能电池中。然而在硅线表面制备导电聚合物层的过程中，由于硅线具有很高的比表面积，导电聚合物层的质量成为影响其光电转换效率的关键因素，如何制备高质量的导电聚合物层，是研究人员的研究热点。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种硅基有机无机杂化太阳能电池及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提出的一种硅基有机无机杂化太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)提供一N型单晶硅基底，在所述N型单晶硅基底的上表面制备硅线阵列，所述硅线阵列中的硅线的长度为2-5微米，所述硅线的直径为600-900纳米，相邻硅纳米线的间距为1-2微米；

2)接着对所述N型单晶硅基底进行钝化处理；

3)第一Spiro-OMeTAD层的制备：在压强为1.0×10⁵Pa的密闭空腔内，将步骤2得到的所述N型单晶硅基底上滴涂第一Spiro-OMeTAD溶液，并静置1-2分钟，在静置的过程中将密闭空腔内的压强从1.0×10⁵Pa逐渐升至1.3×10⁵Pa，接着在压强为1.3×10⁵Pa条件下旋涂60-90秒，然后进行第一次退火处理，形成第一Spiro-OMeTAD层；

4)第二Spiro-OMeTAD层的制备：在压强为1.3×10⁵Pa的密闭空腔内，将步骤3得到的所述N型单晶硅基底上滴涂第二Spiro-OMeTAD溶液，并静置1-2分钟，在静置的过程中将密闭空腔内的压强从1.3×10⁵Pa逐渐升至1.6×10⁵Pa，接着在压强为1.6×10⁵Pa条件下旋涂60-90秒，然后进行第二次退火处理，形成第二Spiro-OMeTAD层；

5)第一PEDOT:PSS层的制备：在压强为1.0×10⁵Pa的密闭空腔内，将步骤4得到的所述N型单晶硅基底上滴涂PEDOT:PSS溶液，并静置1-2分钟，在静置的过程中将密闭空腔内的压强从1.0×10⁵Pa逐渐升至1.5×10⁵Pa，接着在压强为1.5×10⁵Pa条件下旋涂60-90秒，然后进行第三次退火处理，形成第一PEDOT:PSS层；

6)在步骤5得到的所述N型单晶硅基底上制备正面电极；

7)在步骤6得到的所述N型单晶硅基底的背面蒸镀氟化锂层；

8)在步骤7得到的所述N型单晶硅基底的背面制备背面电极。

作为优选，在所述步骤1中，在所述N型单晶硅基底的上表面通过湿法刻蚀或者干法刻蚀制备所述硅线阵列。