[发明专利]钒、铌或钽掺杂氧化钨薄膜的制备方法及应用

说明书

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及钒、铌或钽掺杂氧化钨薄膜的制备方法及应用。制备方法包括：一、称取六氯化钨粉末，溶解于正丙醇，搅拌至溶液呈蓝色，获得六氯化钨溶液；二、称取五氧化二钒粉末、五氯化铌粉末或五氯化钽粉末，溶解于无水乙醇，搅拌30min至溶液澄清；三、向六氯化钨溶液中滴入五氧化二钒溶液、五氯化铌溶液或五氯化钽溶液，超声30min，获得含混合六氯化钨的混合溶液；四、将步骤三中的含混合六氯化钨的混合溶液均匀滴加到衬底表面，然后将衬底转移到匀胶机上旋涂，旋涂结束后将衬底转移到加热台低温退火，即可得到钒、铌或钽掺杂氧化钨薄膜。本发明有效减少了氧化钨中的氧空位。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及钒、铌或钽掺杂氧化钨薄膜的制备方法及应用。

背景技术

以硅片为基底的硅太阳能电池，钝化技术的发展进步使得电池效率进一步提升。从电池无钝化到局域钝化再到全钝化结构，电池的效率从最初的6％提升至26.6％，降低载流子复合和提升表面钝化对于电池技术发展、效率提升至关重要。目前，主要通过化学钝化和场钝化来降低表面载流子的复合。化学钝化是通过减少半导体表面的缺陷浓度来降低其复合速率。场钝化是通过拉大表界面电子、空穴载流子浓度的极大差值，来降低其复合速率。主要通过界面产生固定电荷的方式；以及通过能带匹配来控制界面载流子浓度来实现钝化。

高功函数过渡族金属氧化物(MoO₃、WO₃、VO₃)，可以与硅形成良好的接触钝化。主要的机理是它们与硅形成能带弯曲，保证一种载流子通过，而阻挡另一种载流子。其中，通常得到的WO₃是化学非计量的，导致其功函数下降，从而影响载流子的选择性传输和电池器件效率的下降。

发明内容

本发明提出了钒、铌或钽掺杂氧化钨薄膜的制备方法及应用。目的是减少氧化钨中的氧空位，得到接近计量比的氧化钨薄膜。

一种五价金属元素(钒、铌、钽)掺杂氧化钨薄膜的制备方法，一种钒、铌或钽掺杂氧化钨薄膜的制备方法，包括以下步骤：

一、称取六氯化钨粉末，溶解于正丙醇，搅拌至溶液呈蓝色，获得六氯化钨溶液；

二、称取五氧化二钒粉末、五氯化铌粉末或五氯化钽粉末，溶解于无水乙醇，搅拌30min至溶液澄清；

三、向六氯化钨溶液中滴入五氧化二钒溶液、五氯化铌溶液或五氯化钽溶液，超声30min，获得含混合六氯化钨的混合溶液；

四、将步骤三中的含混合六氯化钨的混合溶液均匀滴加到衬底表面，然后将衬底转移到匀胶机上旋涂，旋涂结束后将衬底转移到加热台低温退火，即可得到钒、铌或钽掺杂氧化钨薄膜。

其中，衬底为玻璃或硅。

其中，步骤三中五氧化二钒、五氯化铌或五氯化钽与六氯化钨的摩尔比为0.01-0.20：1。

其中，所述步骤四中，旋涂的速度为500-9000rpm，旋涂的时间为10-60s。

其中，所述步骤四中，中低温温度为80-200℃，低温退火的时间为5-20min。

本发明还包括第二种技术方案，一种以上述制备方法制备的钒、铌或钽掺杂氧化钨薄膜作为空穴传输层应用于硅异质结太阳能电池，所述硅异质结太阳能电池从上至下依次包括银电极栅线、氮化硅钝化层、N型发射极、P型单晶硅衬底、钒、铌或钽掺杂氧化钨薄膜空穴传输层和银电极。

以钒、铌或钽掺杂氧化钨薄膜作为空穴传输层的硅异质结太阳能电池的制备包括以下步骤：

一、采用化学腐蚀法，在P型100CZ硅片表面制绒处理；RCA清洗后，将硅片浸泡在氢氟酸中1min去除表面氧化层；