[发明专利]一种纳米硅基石墨烯太阳能电池的制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米硅基石墨烯太阳能电池的制备方法，包括硅片预处理、硅纳米线阵列引入、硅纳米线的表面钝化处理、对硅纳米线表面进行量子点修饰、石墨烯或碳纳米管的填充、窗口周围导电层引入、片层石墨烯转移、电极接入等八个步骤。本发明采用石墨烯量子点修饰的纳米硅为基底，目的在于大大增强太阳光利用范围，同时在硅纳米线之间填充高导电的掺杂石墨烯碎片或碳纳米管，有利于提高光生电子‑空穴对的有效分离，实现新型高效纳米硅基石墨烯太阳能电池的制备。

主权项

1.一种纳米硅基石墨烯太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：（1）硅片预处理：将洗净的硅片四周进行胶封，留出待处理窗口，然后置于1~40wt%的HF酸溶液中浸泡1~60min去除窗口表面的氧化层；（2）硅纳米线阵列引入：采用金属纳米颗粒辅助刻蚀法，在窗口表面引入具有亚波长结构的硅纳米线阵列；（3）硅纳米线的表面钝化处理：采用表面化学钝化或场钝化对硅纳米线阵列表面进行钝化；（4）对硅纳米线表面进行量子点修饰：采用化学沉积法在硅纳米线表面形成金属量子点修饰，或采用旋涂法在硅纳米线表面形成石墨烯量子点修饰；（5）石墨烯或碳纳米管的填充：采用旋涂法将石墨烯碎片或碳纳米管填充到硅纳米线间隙，填充完后在50~100℃烘烤0.1~12h；（6）窗口周围导电层引入：将硅纳米线阵列遮挡，去除窗口四周胶封露出氧化层，采用物理气相沉积技术在窗口周围氧化层表面引入导电层并与硅片形成良好接触；（7）片层石墨烯转移：去除硅纳米线阵列的遮挡，采用湿法转移技术将大面积的片层石墨烯转移到硅纳米线阵列表面；（8）电极接入：对硅基底背面进行打磨除去氧化层，涂抹In‑Ga合金或导电银浆并粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，用银浆在窗口四周和铜片上用导线引出，完成电池制备。