[发明专利]半导体纳米线基有机/无机复合太阳能电池的制备方法

摘要

半导体纳米线基有机/无机复合太阳能电池的制备方法属于新能源技术领域。其特征是先利用电化学腐蚀或水热腐蚀技术制备出在可见光区域具有良好光吸收性能的纳米硅，在纳米硅衬底上利用高温化学气相沉积法或低温液相化学方法生长出氧化锌或二氧化钛或硫化镉或硒化镉纳米线阵列，进而在纳米线阵列上旋涂3-己基噻吩(P3HT)或聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-苯乙烯](MEH-PPV)或聚3-辛基噻吩(P3OT)构成三层复合结构体系。最后制备氟化镁或氟化钙表面增透膜及金属薄膜电极来形成太阳能电池器件。本发明工艺简单，操作简便易行，制备条件温和，重复率达到100％，制备得到的有机/无机复合材料体系是未来制造全硅基太阳能电池器件的重要材料。

主权项

半导体纳米线基有机/无机复合太阳能电池的制备方法，其特征在于：利用水热腐蚀法或电化学腐蚀将电阻率在0.001‑50Ω.cm的n型硅进行腐蚀得到纳米硅衬底：水热腐蚀条件是将<111>或<100>或<101>晶向的、电阻率在0.001‑50Ω.cm的n型单晶硅置于填充有0.5‑7.0mol/l氢氟酸和0.01‑0.50mol/l硝酸铁混合溶液的反应釜中，釜中体积填充度为20％‑80％，70‑170℃温度条件下腐蚀5‑100分钟；电化学腐蚀条件是以体积比例为1∶5‑1∶1的氢氟酸、乙醇溶液作为电解液，以碳棒为阴极，通以50‑500mA电流进行电化学腐蚀；在纳米硅衬底上利用低温液相化学方法，高温化学气相沉积生长技术或低温电解法生长直径在1‑5000nm范围内可调，长径比在10‑500范围内可调的纳米硅基氧化锌纳米线或二氧化钛纳米线；利用匀胶技术将有机聚合物溶液：聚3‑己基噻吩(P3HT)或聚[2‑甲氧基‑5‑(2‑乙基己氧基)‑1，4‑苯乙烯](MEH‑PPV)或聚3‑辛基噻吩(P3OT)均匀旋涂到氧化锌纳米线或二氧化钛纳米线上；有机聚合物溶液的溶剂成分为氯仿或吡啶、有机聚合物溶液的浓度为0.2‑10mg/ml、匀胶旋涂5‑60分钟时间和匀胶旋涂的转速为1500‑8000转/分钟，得到厚度在0.1‑1微米的有机聚合物层，在惰性气体气氛中，200‑400℃条件下退火处理；制备得到具有有机聚合物/II‑VI族化合物纳米线/纳米硅三层结构；最后蒸镀氟化镁增透膜和正面镍/金电极及背面金属电极。