一种硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法技术

本发明专利技术属于薄膜太阳能电池制备领域，具体公开了一种硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法，该方法是使用含有二硫化碳的液体接触处理硒化锑薄膜太阳能电池中硒化锑薄膜层的表面，并以经处理后的硒化锑薄膜层的表面作为硒化锑薄膜太阳能电池的背表面。本发明专利技术通过对硒化锑薄膜太阳能电池中硒化锑薄膜层的背表面进行处理改进，有效降低了硒化锑薄膜太阳能电池的背接触势垒，达到了提高器件的填充因子的效果，进而提高了硒化锑薄膜太阳能电池的光电转换效率。

Back surface treatment method of antimony selenide thin-film solar cell

The invention belongs to the field of preparation of thin film solar cell, in particular discloses back surface treatment method of antimony selenide thin film solar cells, this method is the use of carbon disulfide containing liquid contact processing antimony selenide thin film solar cell antimony selenide thin film surface, and the surface treatment of antimony selenide thin film layer as the back surface of antimony selenide thin film solar cell. The present invention is improved through the back surface of antimony selenide thin film solar cell antimony selenide thin film layer, effectively reduces the back contact barrier antimony selenide thin film solar cell, improve the filling factor of device effect, and improve the photoelectric conversion antimony selenide thin film solar cell efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法
本专利技术属于光电材料及薄膜太阳能电池制备领域，具体涉及一种对硒化锑薄膜背表面进行处理以提高硒化锑薄膜太阳能电池器件性能的方法。
技术介绍
硒化锑(Sb2Se3)属于Ⅴ-Ⅵ族带状化合物半导体，其禁带宽度约1.2eV，正好位于理想太阳能电池的带隙范围内，且有吸光系数大，载流子迁移率高，储存量丰富和对环境无污染等优点，所以其作为一种新型薄膜太阳能电池材料近年来受到广大科研人员的关注。太阳能电池的光电转换效率为PCE＝Voc*Jsc*FF，其中FF为太阳能电池的填充因子，是影响太阳能电池光电转换效率的关键参数之一。本专利技术中提到的方法可以降低硒化锑薄膜太阳能电池的背接触势垒，以达到提高器件的填充因子的目的，从而提高器件的光电转换效率。
技术实现思路
针对现有技术的以上改进需求，本专利技术的目的在于提供一种硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法，其中通过对硒化锑薄膜太阳能电池中硒化锑薄膜层的背表面(即，远离该太阳能电池受光面的硒化锑薄膜表面)进行处理改进，有效降低了硒化锑薄膜太阳能电池的背接触势垒，达到了提高器件的填充因子的效果，进而提高了硒化锑薄膜太阳能电池的光电转换效率。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法，其特征在于，该方法使用含有二硫化碳的液体接触处理硒化锑薄膜太阳能电池中硒化锑薄膜层的表面，并以经处理后的硒化锑薄膜层的表面作为硒化锑薄膜太阳能电池的背表面。作为本专利技术的进一步优选，所述使用含有二硫化碳的液体接触处理硒化锑薄膜层的表面，是将所述含有二硫化碳的液体滴加在所述硒化锑薄膜层的表面上，静置处理一段时间后再移除该含有二硫化碳的液体。作为本专利技术的进一步优选，所述移除含有二硫化碳的液体是利用匀胶机甩干，该匀胶机优选采用每分钟1000-3000转，甩干时间为30-50s。作为本专利技术的进一步优选，在移除该含有二硫化碳的液体后，还使用去离子水清洗所述硒化锑薄膜层的表面，所述去离子水同样是利用匀胶机甩干，该匀胶机优选采用每分钟1000-3000转，甩干时间为30-50s。作为本专利技术的进一步优选，所述使用含有二硫化碳的液体接触处理硒化锑薄膜层的表面，是在20℃～30℃下进行的。作为本专利技术的进一步优选，所述含有二硫化碳的液体为纯二硫化碳液体，所述纯二硫化碳液体静置接触该硒化锑薄膜层的时间为10s～30s。作为本专利技术的进一步优选，所述含有二硫化碳的液体为二硫化碳溶液，该二硫化碳溶液中溶质二硫化碳的体积百分比为50％-100％，溶剂为有机溶剂；所述二硫化碳溶液静置接触该硒化锑薄膜层的时间为10s-10min；优选的，所述有机溶剂为乙醇、乙醚中的至少一种。按照本专利技术的另一方面，提供了一种硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以透明导电玻璃作为基片，在该基片上沉积n型半导体缓冲层；接着，在该n型半导体缓冲层上制备硒化锑薄膜层；然后，使用含有二硫化碳的液体接触处理所述硒化锑薄膜层的表面；接着，在经处理后的硒化锑薄膜层的表面上制备电极，从而形成硒化锑薄膜太阳能电池。作为本专利技术的进一步优选，所述n型半导体缓冲层为硫化镉、氧化锌或二氧化钛。作为本专利技术的进一步优选，所述透明导电玻璃为ITO或FTO。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于采用含有二硫化碳的液体接触处理硒化锑薄膜太阳能电池中硒化锑薄膜层的表面，并将经处理后的硒化锑薄膜层的表面作为硒化锑薄膜太阳能电池的背表面，能够降低硒化锑薄膜太阳能电池的背接触势垒，提高器件的填充因子，从而提高硒化锑薄膜太阳能电池器件的光电转换效率。本专利技术在处理硒化锑薄膜背表面过程中发现，会有一些固体浮在液体表面上，猜测二硫化碳可能会对硒化锑薄膜背表面上的硒单质有一定的溶解，而正是因为这些硒单质的祛除以及表面漂浮物的祛除，使得背接触势垒降低。附图说明图1为本专利技术实施例3多次重复后得到的FTO/ZnO/Sb2Se3/Au太阳能电池器件的填充因子统计图；图2为本专利技术实施例3多次重复后得到的FTO/ZnO/Sb2Se3/Au太阳能电池器件的串联电阻及并联电阻统计图；其中，图2a对应串联电阻，图2b对应并联电阻：图3为本专利技术实施例3得到的二硫化碳处理的硒化锑薄膜背表面与对比例1得到的不经过二硫化碳背表面处理的硒化锑薄膜太阳能电池的X射线光电子能谱(XPS)，其中，图3a为不经过二硫化碳背表面处理的硒化锑薄膜表面，图3b为经过二硫化碳处理后的硒化锑薄膜表面；图3a、图3b中由左至右分布的四个波峰其所在曲线均分别对应Se03d3/2、Se03d5/2、Se2-3d3/2、Se2-3d5/2；图4为本专利技术实施例制得的太阳能电池器件的电流电压曲线。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术中硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法，是使用二硫化碳对硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理；即，将二硫化碳液体滴在硒化锑薄膜太阳能电池的背表面，静置一段时间T；然后将电池置于匀胶机上甩干，接着再使用去离子水清洗并甩干。相应的硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法，可以包括如下步骤：1)清洗ITO或者FTO基片；2)将n型缓冲层(如硫化镉、氧化锌、二氧化钛等)沉积在基底上；3)用快速热蒸发法等方法制备硒化锑薄膜；4)使用二硫化碳对硒化锑薄膜进行背表面处理：在常温(如20℃～30℃)下将二硫化碳液体滴在硒化锑薄膜的表面(例如可覆盖该硒化锑薄膜的全部表面)，静置10-30s，然后用匀胶机以转速为每分钟1000-3000转，时间为30-50s甩干，最后用去离子水清洗表面，并用匀胶机以转速为每分钟1000-3000转，时间为30-50s甩干；优选的，二硫化碳在硒化锑薄膜表面静置30s。优选的，匀胶机设置为每分钟3000转，时间为30s。5)在处理后的硒化锑薄膜上镀上电极，即得到背表面经处理的硒化锑薄膜太阳能电池；优选的，可进一步对该太阳能电池进行标准太阳光下电流-电压测试。以下为具体实施例：实施例1具体步骤如下：1)将FTO导电基底依次用洗涤剂、丙酮、异丙醇、乙醇和去离子水浸泡超声各30分钟，然后用氮气吹干；2)将FTO导电基底置于热台上，使用喷雾热解法沉积上一层大约60nm的氧化锌薄膜；3)使用快速热蒸发法在制备的氧化锌薄膜上沉积一层大约500nm的硒化锑薄膜；4)将纯二硫化碳滴在制备好的硒化锑薄膜上，静置10s，用匀胶机以转速为每分钟1000转，时间为50s甩干，最后用去离子水清洗表面，并用匀胶机以转速为每分钟1000转，时间为50s甩干；5)用热蒸发沉积60nm金电极，获得硒化锑薄膜太阳能电池，并对其进行标准太阳光下电流-电压测试，器件性能表及电流电压曲线分别如表1和图4所示。实施例2：具体步骤如下：1)将FTO导电基底依次用洗涤剂、丙酮、异丙醇、乙醇和去离子水浸泡超声各30分钟，然后用氮气吹干；2)将FTO导电基底置于热台上，使用喷雾热解法沉积上一层大约60nm的氧化锌薄膜；3)使用快速热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法，其特征在于，该方法使用含有二硫化碳的液体接触处理硒化锑薄膜太阳能电池中硒化锑薄膜层的表面，并以经处理后的硒化锑薄膜层的表面作为硒化锑薄膜太阳能电池的背表面。

【技术特征摘要】
1.一种硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法，其特征在于，该方法使用含有二硫化碳的液体接触处理硒化锑薄膜太阳能电池中硒化锑薄膜层的表面，并以经处理后的硒化锑薄膜层的表面作为硒化锑薄膜太阳能电池的背表面。2.如权利要求1所述硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法，其特征在于，所述使用含有二硫化碳的液体接触处理硒化锑薄膜层的表面，是将所述含有二硫化碳的液体滴加在所述硒化锑薄膜层的表面上，静置处理一段时间后再移除该含有二硫化碳的液体。3.如权利要求2所述硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法，其特征在于，所述移除含有二硫化碳的液体是利用匀胶机甩干，该匀胶机优选采用每分钟1000-3000转，甩干时间为30-50s。4.如权利要求2所述硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法，其特征在于，在移除该含有二硫化碳的液体后，还使用去离子水清洗所述硒化锑薄膜层的表面，所述去离子水同样是利用匀胶机甩干，该匀胶机优选采用每分钟1000-3000转，甩干时间为30-50s。5.如权利要求1所述硒化锑薄膜太阳能电池的背表面处理方法，其特征在于，所述使用含有二硫化碳的液体接触处理硒化锑薄膜层的表面，是在20℃～30℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐江，赵洋，牛广达，王亮，李登兵，陈超，李康华，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42