一种平板异质结无机薄膜太阳电池及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113725313A(43)申请公布日2021.11.30(21)申请号202111020168.5B05D1/00(2006.01)(22)申请日2021.09.01(71)申请人昆山娟伟腾光伏科技有限公司地址215300江苏省苏州市昆山市周市镇金茂路888号(72)发明人齐娟娟陈王伟(74)专利代理机构天津垠坤知识产权代理有限公司12248代理人赵玉琴于德江(51)Int.Cl.H01L31/072(2012.01)H01L31/0336(2006.01)H01L31/18(2006.01)C23C18/12(2006.01)B05D7/24(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种平板异质结无机薄膜太阳电池及其制备方法(57)摘要本发明属于太阳电池及其制备方法技术领域，尤其是一种平板异质结无机薄膜太阳电池及其制备方法，包括金电极、空穴传输层、叠加多层光吸收材料、三硫化锑光吸收层、修饰层、二氧化钛层和FTO导电玻璃，所述金电极为纳米硒化锌修饰金电极，所述叠加多层光吸收材料采用Al2O3、ZrO2或SiO2纳米粒子负载银氧化锡纳米粒子作为光吸收材料，所述二氧化钛层为纳米结构。本发明通过用旋涂技术的旋涂次数控制TiO2薄膜厚度达到最佳值；化学浴沉积技术控制沉积时间来达到Sb2S3薄膜厚度的最佳值；掺杂技术通过选择合适种类的掺杂材料和掺杂量使Sb2S3体内载流子(电子和空穴)浓度达到最佳值。CN113725313ACN113725313A权利要求书1/1页1.一种平板异质结无机薄膜太阳电池，其特征在于，包括金电极(1)、空穴传输层(2)、叠加多层光吸收材料(3)、三硫化锑光吸收层(4)、修饰层(5)、二氧化钛层(6)和FTO导电玻璃(7)，所述金电极(1)为纳米硒化锌修饰金电极，所述叠加多层光吸收材料(3)采用Al2O3、ZrO2或SiO2纳米粒子负载银氧化锡纳米粒子作为光吸收材料，所述二氧化钛层(6)为纳米结构，且二氧化钛层(6)纳米结构致密薄膜沉积于太阳电池的阳极上，三硫化锑光吸收层(4)致密薄膜沉积于二氧化钛层(6)纳米结构致密薄膜上，由二氧化钛层(6)纳米结构致密薄膜作为电子传输材料层，所述修饰层(5)为海藻酸钠膜。2.根据权利要求1所述的一种平板异质结无机薄膜太阳电池，其特征在于，所述叠加多层光吸收材料(3)为表面平滑均匀的复合材料多孔薄膜，薄膜孔隙率为25％‑40％，孔隙直径3‑15nm，薄膜厚度为500‑700nm，表面方块电阻为101‑102Ω。3.根据权利要求1所述的一种平板异质结无机薄膜太阳电池，其特征在于，所述空穴传输层为平滑均匀的二氧化铅‑二氧化硅凝胶膜，是将粒径为20‑40nm的纳米二氧化铅粒子凝结在钙钛矿光吸收层上形成，与光吸收层形成良好接触，膜层厚度为20‑45nm，表面方块电阻101‑102Ω。4.根据权利要求1所述的一种平板异质结无机薄膜太阳电池，其特征在于，所述修饰层(5)的海藻酸钠膜厚度为5‑20nm。5.一种平板异质结无机薄膜太阳电池的制备方法，由金电极制备、空穴传输层制备、叠加多层光吸收材料制备、三硫化锑光吸收层制备、修饰层制备、二氧化钛层制备、FTO导电玻璃制备和电池封装七个部分组成，其特征在于，所述二氧化钛层制备是通过用旋涂技术的旋涂次数控制TiO2薄膜厚度达到最佳值。6.根据权利要求5所述的一种平板异质结无机薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，所述三硫化锑光吸收层制备的制备方法包括以下步骤：S1：首先通过化学浴沉积技术控制沉积时间来达到Sb2S3薄膜厚度的最佳值；S2：掺杂技术通过选择合适种类的掺杂材料和掺杂量使Sb2S3体内载流子(电子和空穴)浓度达到最佳值；S3：热退火技术控制退火温度来控制度Sb2S3结晶性得到最佳载流子迁移率，最终Sb2S3/TiO2PHJ无机薄膜太阳电池获得了高的短路电流(Jsc)、填充因子(FF)和开路电压(Voc)，获得了稳定7.2％的高能量转换效率；S4：通过进一步修饰Sb2S3/TiO2PHJ中的TiO2电子传输层，叠加光吸收层使光吸收边波长拓宽到830nm(禁带宽度约1.5eV)，提高了太阳电池的Voc和Jsc，太阳电池能量转换效率达到了10.2％，超过10％，相较于大面积非晶硅薄膜太阳能电池的6％～8％。7.根据权利要求6所述的一种平板异质结无机薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，所述修饰层(5)的制备方法包括以下步骤：S5：海藻酸钠的去离子水溶液的浓度为0.06～10mg/ml；海藻酸钠膜制备时转速为1000‑5000rpm，时间30‑60s；热处理温度为40‑70℃，时间1‑60分钟。2CN113725313A说明书1/5页一种平板异质