[发明专利]一种纳米有序互穿全氧化物异质结薄膜太阳电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米有序互穿全氧化物异质结薄膜太阳电池及其制备方法，利用垂直生长于FTO衬基上的CuO纳米棒阵列作为光子吸收材料和空穴传输材料，TiO₂纳米晶体薄膜为电子传输材料，制备了CuO/TiO₂纳米有序互穿异质结，并制成以FTO为阴极和Al膜为阳极的太阳电池。发现CuO/TiO₂纳米有序互穿异质结太阳电池的开路电压达到0.41V、短路电流密度为7.81uA/cm²；与CuO/TiO₂双层平面异质结太阳电池相比，CuO/TiO₂纳米有序互穿异质结的路电压提高了1.78倍，短路电流密度增加了16.27倍。

主权项

1.一种纳米有序互穿全氧化物异质结薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将FTO导电玻璃上的FTO用浓盐酸和Zn粉刻蚀成细条，再经丙酮、异丙醇、超纯水超声清洗干净，干燥后得经过处理的FTO导电玻璃备用；(2)利用水热反应法在FTO导电玻璃上生长CuO纳米阵列；(3)匀胶机采用旋涂的方式在CuO纳米阵列上旋涂TiO2凝胶溶液并退火，得到CuO和TiO2纳米有序互穿异质结薄膜；(4)真空镀膜机采用热蒸发的方式在TiO2层的上方蒸镀LiF为阳极修饰层；(5)真空镀膜机采用热蒸发的方式在LiF层的上方蒸镀Al为金属阳极层；利用水热反应法在FTO导电玻璃上生长CuO纳米阵列的流程为：(1)将0.10克醋酸铜溶解于5毫升无水乙醇，将得到的混合物在室温下搅拌2小时，得到蓝色澄清溶液；(2)将步骤(1)中所得的蓝色澄清溶液以2000rpm/min转速旋涂于经过处理的FTO导电玻璃上，然后置于加热台上100℃退火1分钟，此过程重复四次，得到均匀的醋酸铜薄膜；(3)将步骤(2)中所的醋酸铜薄膜在马弗炉中于250℃下煅烧60分钟得到覆盖在FTO导电基片上的CuO致密籽晶层薄膜；(4)将步骤(3)中所的FTO导电基片上的CuO致密籽晶层薄膜置于0.25mol/L硝酸铜和0.25mol/L六次甲基四胺组成的水溶液中，密封后于90℃烘箱中反应4小时，得到CuO纳米棒阵列。