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专利号: 2017112211721
申请人: 金寨嘉悦新能源科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于硅纳米线阵列的异质结光伏电池的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

(1)n型硅片的清洗:将n型硅片依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗20-40分钟,并用氮气吹干,接着将吹干的n型硅片置于浓硫酸/双氧水混合溶液中,110-120℃下热处理

40-60分钟,接着用去离子水冲洗n型硅片,最后利用氢氟酸去除所述n型硅片的表面的自然氧化硅层;

(2)在n型硅片的表面制备硅纳米线阵列:将步骤1得到的硅片置于硝酸银/氢氟酸混合溶液中,其中硝酸银的摩尔浓度为0.02mol/l,氢氟酸的摩尔浓度为4.8mol/l,室温下反应

20-40分钟,然后取出n型硅片,去离子冲洗后,在硝酸溶液中浸泡30-70分钟,以去除n型硅片表面的银颗粒,然后用去离子水清洗硅片,并用氮气吹干以备用;

(3)对n型硅片以及硅纳米线各自的表面进行钝化处理:将步骤2得到n型硅片在氢氟酸溶液中浸泡5-20分钟,然后浸入硫化氨的水溶液中,n型硅片作为阳极,并在硫化氨的水溶液中放置铂电极作为阴极,进行电镀硫化处理,在n型硅片以及硅纳米线各自的表面形成硫化钝化层;

(4)硅纳米线/P3HT复合活性膜的制备:在步骤3得到的n型硅片的正面旋涂含有n型硅纳米线的P3HT溶液,转速为500-1500转/分钟,旋涂时间为2-5分钟,然后置于氮气氛围中进行退火处理,退化温度为100℃,退火时间为5-15分钟,形成致密的硅纳米线/P3HT复合活性膜;

(5)PEDOT:PSS/P型Cu9S5导电化合物/硼掺杂石墨烯复合导电层的制备:在硅纳米线/P3HT复合活性膜表面旋涂含有P型Cu9S5导电化合物和硼掺杂石墨烯的PEDOT:PSS溶液;转速为2000-3000转/分钟,旋涂时间为3-6分钟,然后置于氮气氛围中进行退火处理,退化温度为110-120℃,退火时间为10-20分钟,形成致密的PEDOT:PSS/P型Cu9S5导电化合物/硼掺杂石墨烯复合导电层;

(6)聚乙烯亚胺有机钝化层的制备:在所述n型硅片正面旋涂聚乙烯亚胺溶液,然后置于氮气氛围中进行退火处理,退化温度为90-120℃,退火时间为5-10分钟,以形成聚乙烯亚胺有机钝化层;

(7)ITO透明导电层的制备:在步骤6得到的n型硅片的正面利用磁控溅射工艺形成ITO透明导电层;

(8)正面银栅电极的制备:在真空环境下利用热蒸镀法,在n型硅片正面蒸镀正面银栅电极;

(9)背面电极的制备:在真空环境下利用热蒸镀法,在n型硅片背面蒸镀钛钯银背面电极。

2. 根据权利要求1所述的基于硅纳米线阵列的异质结光伏电池的制备方法,其特征在于:在所述步骤4中,所述n型硅纳米线的长度为600-900 nm,所述n型硅纳米线的直径为10-

40nm,所述硅纳米线/P3HT复合活性膜的厚度为30-50纳米。

3.根据权利要求2所述的基于硅纳米线阵列的异质结光伏电池的制备方法,其特征在于:所述含有n型硅纳米线的P3HT溶液的制备方法为:采用金属离子辅助化学刻蚀法在n型硅基底的上表面制备n型硅纳米线阵列,然后利用刀片将n型硅纳米线阵列刮入P3HT溶液中,以形成所述含有n型硅纳米线的P3HT溶液。

4.根据权利要求1所述的基于硅纳米线阵列的异质结光伏电池的制备方法,其特征在于:所述PEDOT:PSS/P型Cu9S5导电化合物/硼掺杂石墨烯复合导电层的厚度为30-60nm。

5.根据权利要求1所述的基于硅纳米线阵列的异质结光伏电池的制备方法,其特征在于:所述聚乙烯亚胺有机钝化层的厚度为1-2纳米。

6.根据权利要求1所述的基于硅纳米线阵列的异质结光伏电池的制备方法,其特征在于:所述ITO透明导电层的厚度为50-150nm,所述正面银栅电极的厚度为50-100纳米。

7.根据权利要求1所述的基于硅纳米线阵列的异质结光伏电池的制备方法,其特征在于:所述钛钯银背面电极的厚度为100-200nm。

8.一种基于硅纳米线阵列的异质结光伏电池,其特征在于,所述基于硅纳米线阵列的异质结光伏电池为采用权利要求1-7任一项所述的方法制备形成的基于硅纳米线阵列的异质结光伏电池。