[发明专利]一种Pt‑GFW/SiO2/n‑Si异质结材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种Pt‑GFW/SiO2/n‑Si异质结材料及其制备方法。采用化学气相沉积（CVD）法生长的石墨烯网（GFW）转移到n型硅（n‑Si（100）基片上后，形成具有白光光伏效应的异质结薄膜材料。采用激光照射高铂酸溶液来负载铂纳米颗粒的方法，在GFW/n‑Si器件表面负载铂纳米粒子。本发明的铂负载的石墨烯、硅太阳能电池在室温、100 mW/cm2的模拟太阳光源照射下，器件的开路光电压从474mV提升到545 mV、短路光电流从18.2 mA/cm2提升到19.6mA/cm2、填充因子从42.8%提升到51.2%以上，光电转换效率从3.69%提升到5.48%。采用该方法具有性能优越，价格低廉，制备简单且不同于之前文献中所报道的用硝基甲苯作为溶剂，而采用去离子水作为溶剂，是一种优异的提升可见光传感器材料和具有潜力的光伏器件性能的方法。

主权项

一种Pt‑GFW/SiO2/n‑Si异质结材料，其特征在于，该Pt‑GFW/SiO2/n‑Si异质结材料为层状，在n‑Si（100）基片上依次设置有氧化硅层，和负载了铂纳米颗粒的石墨烯网层，n‑Si（100）基片下设置有金属电极Ti/Au，其制备方法，包括如下步骤：（1）将铜网在氩气气氛中从室温加热到1000℃，在1000℃条件下通入氢气，30分钟后，再通入氩气、氢气、甲烷的混合气体，其中氩气、氢气、甲烷的混合气体的体积比为200：2：30，反应10~20分钟，再在氩气保护下，降温至室温，将生长了石墨烯网的铜网用硝酸铁溶液刻蚀后用去离子水清洗，得到石墨烯网；（2）将n‑Si（100）基片用丙酮、氢氟酸清洗除去表面的氧化层后，将步骤（1）中的石墨烯网转移到硅基片上，在室温下自然氧化15‑20小时后形成SiO2层，再用银胶、银线做为电极，得到GFW/n‑Si；（3）将0.1~100mmol/L的高铂酸溶液滴加在GFW/n‑Si上，其中高铂酸溶液是用纯度＞99.99%的六水合六氯铂酸溶于去离子水中，在常温、暗室下超声得到的，并用能量密度为100mW，波长为405nm的激光，照射100~1000秒，最后将多余的高铂酸溶液除去，得到Pt‑GFW/SiO2/n‑Si异质结材料。