一种高效化合物太阳能电池制造技术

本发明专利技术公开了一种高效化合物太阳能电池，包括衬底和位于衬底上的电极；所述电极包括顶电极和底电极；所述顶电极上设置有第一吸收层，所述底电极上设置有第二吸收层；所述顶电极和底电极之间设置有荧光吸收层；所述荧光吸收层上设置有缓冲层。本发明专利技术的化合物太阳能电池具有高效、超薄的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高效化合物太阳能电池
本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种高效化合物太阳能电池。
技术介绍
太阳能电池作为太阳能的一种利用方式，一直以来都受到人们的广泛关注和重视。太阳能电池种类繁多，其中化合物太阳能电池由于体积小、质量轻等优势而得到重视。化合物太阳能电池的光电转化效率与其吸收层的性能息息相关，现有的化合物太阳能电池吸收层材料主要包括CIGS和砷化镓等。然而，使用上述电池吸收层材料制备而成的化合物太阳能电池存在成本高、制造复杂进而导致其稳定性下降的问题，限制了化合物太阳能电池的进一步发展和应用。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种高效化合物太阳能电池，以解决上述技术问题。本专利技术的上述目的通过以下技术方案得以实现：一种高效化合物太阳能电池，包括衬底和位于衬底上的电极；所述电极包括顶电极和底电极；所述顶电极上设置有第一吸收层，所述底电极上设置有第二吸收层；所述顶电极和底电极之间设置有荧光吸收层；所述荧光吸收层上设置有缓冲层。相对于现有技术，本专利技术的有益效果：1、本专利技术所述的一种高效化合物太阳能电池，具有光电转换特性，且器件结构简单，工艺简捷低廉，利用高能球磨工艺制成纳米级别的第一吸收层、第二吸收层和荧光吸收层材料，并采用旋涂工艺制备太阳能电池，具有工艺简单，可操作性强的良好性能。2、本专利技术所述的一种高效化合物太阳能电池，具有非常优良的应用潜能，性能较优，在40W日光灯照射下，开路电压1V，短路电流10×10-10A，最大功率为6.55×10-10W，填充因子为42.9％，光电转换效率为5.367×10-6％；200W光源照射下，开路电压为0.89V，短路电流为8.6×10-9A，最大功率为7.13×10-10W，填充因子为39.4％，光电转换效率为4.987×10-7％。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的制备过程工艺流程示意图。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。如图1所示，一种高效化合物太阳能电池，包括衬底和位于衬底上的电极；电极包括顶电极1和底电极5；顶电极1上设置有第一吸收层2，底电极5上设置有第二吸收层4；顶电极1和底电极5之间设置有荧光吸收层3；荧光吸收层3上设置有缓冲层。在本实施例中，第一吸收层2为SrFeO3吸收层，第二吸收层4为SrTi0.4Fe1.5O3吸收层，缓冲层是由若干个硫化物单晶纳米粒子所构成的薄膜。荧光吸收层3由添加有荧光粒子的钛酸锶粉体构成的薄膜。作为进一步地选择，第一吸收层2的厚度为2～10nm，第二吸收层4的厚度为5～50nm，荧光吸收层3的厚度为100～225nm。作为进一步地选择，如图2所示，化合物太阳能电池的制备工艺流程如下：第一、衬底处理：采用透明导电玻璃ITO作为衬底材料；(1)预处理ITO：处理实施例1：使用洗涤剂清洗，然后依次在无水乙醇、丙酮、超纯水和无水乙醇中超声清洗0.5h，氮气流吹干，并用臭氧处理15min，氮气处理10min，然后再进行臭氧处理5min；对照实施例2：使用洗涤剂清洗，然后依次在无水乙醇、丙酮、超纯水和无水乙醇中超声清洗0.5h，置于100℃烘箱中烘干处理；两种处理方式所制得的太阳能电池的性能如表1所示；(2)制备ITO：在经过预处理的ITO上旋涂一层掺铟的氧化锡导电膜，旋涂后让混合膜在85℃下真空干燥0.5h；第二、第一吸收层粉体的制备：将氧化锶和三氧化二铁按照5:2的比例混合，置于150℃烘箱中干燥10h，冷却后得到混合粉体，将混合粉体倒入球磨罐子中进行球磨得到钛酸锶粉体，该粉体为SrFeO3粉体；球磨机采用行星式高能球磨机，球磨罐和球磨介质为碳化钨，碳化钨质量分数95％，钴4.5％材料，其相对密度为15.85g/cm3，球磨球的直径为10mm和20mm；球磨机转速为150～300rpm，球磨球与粉体的质量比为25:3，球磨方式为：球磨10min，暂停2min，再球磨10min，暂停5min的循环方式，每个样品的球磨时间范围为80～100h；第三、第二吸收层粉体的制备：将氧化锶、二氧化钛和三氧化二铁分别置于烘箱中在150℃条件下烘8～8.5h，冷却后将上述粉体按照5:1:0.9的比例置于容器中，进行预混合，得到混合粉体；将混合粉体倒入步骤二中所述的球磨罐子中进行球磨得到钛酸锶粉体，该粉体为SrTi0.4Fe1.5O3粉体；第四、荧光吸收层粉体的制备：按照质量比为3:1.3：0.5的比例称取氧化锶、二氧化钛、二氧化硅和油菜花粉，将氧化锶、二氧化钛、二氧化硅采用步骤二所述的球磨法球磨50h，取出冷却后形成初级混合粉体备用；油菜花粉0.500g加入100ml无水乙醇中超声分散20min，制成油菜花粉溶液；上述初级混合粉体中加入油菜花粉溶液，将质量比为3:2的荧光染料Red305和Yellow083混合后，加入至上述混合液中混合均匀，备用；作为本专利技术的另一个对照例，按照以下方式制备吸收层粉体：按照质量比为3:1.3：0.5的比例称取氧化锶、二氧化钛，将氧化锶、二氧化钛采用步骤二所述的球磨法球磨50h，取出冷却后形成初级混合粉体备用；第五、缓冲层的制备：按照质量比为1:1～1.5称取二乙基二硫代氨基甲酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸银混合物，在上述混合物中加入三正辛基氧化膦溶剂，置于氮气环境中，于350℃条件下反应5h，形成缓冲层前驱液，将该前驱液逐滴滴在荧光吸收层上；其中，该前驱液的浓度为0.5～1.2M；第六、浆料的制备：(1)有机粘合剂的制备：按照体积比为2:1:2:2:0.8:0.5的比例依次量取棕榈油醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、乙基纤维素、大豆卵磷脂、羧甲基纤维素钠和双氰胺，在集热式恒温磁力搅拌器下回流加热1h，溶液变成透明状即可；(2)旋涂浆料的制备：分别称取适量步骤二中制备的第一吸收层粉体、步骤三中的第二吸收层粉体，放在研钵中干磨5min；然后加入无水乙醇研磨30min，分别形成第一吸收粉体悬浊液、第二吸收粉体悬浊液；最后分别于第一吸收粉体悬浊液、第二吸收粉体悬浊液中加入有机粘合剂研磨50min直至粉末发亮，分别制得第一旋涂浆料、第二选涂浆料；其中，有机粘合剂与第一吸收层粉体、第二吸收层粉体的质量比都为10:1，有机粘合剂与无水乙醇的体积比为1:1；(3)荧光旋涂浆料的制备：称取步骤四中制备的荧光吸收层粉体，加入环己烷溶液和无水乙醇混合液，然后加入和混合液等体积的环氧树脂，备用；第七、涂敷成膜：将经过步骤六制备好的第一旋涂浆料、荧光吸收层粉体、第二旋涂浆料使用匀胶机依次旋涂成膜于经过步骤一处理的TIO上，匀胶的方法为低速-高速-烘干，其中，低速匀胶5s，转速为800rpm/min；高速匀胶为25s，转速为4500rpm/min；将旋涂好薄膜的ITO置于加热台上300℃烘烤2min，重复匀胶过程10～15次，每层薄膜的厚度为10～15nm；第八、烧结：将旋涂好的薄膜放在烧结炉内450℃条件下烧结，将薄膜迅速的定型。实验测试：利用一块银片将薄膜的大部分进行覆盖，利用导线将其引出；用另一块银片压在导电玻璃上，引出制备的薄膜异质结的薄膜两端；将其一端与电化学工作站的工作电极相连，另一端与电化学工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效化合物太阳能电池，其特征在于，包括衬底和位于衬底上的电极；所述电极包括顶电极和底电极；所述顶电极上设置有第一吸收层，所述底电极上设置有第二吸收层；所述顶电极和底电极之间设置有荧光吸收层；所述荧光吸收层上设置有缓冲层。

【技术特征摘要】
1.一种高效化合物太阳能电池，其特征在于，包括衬底和位于衬底上的电极；所述电极包括顶电极和底电极；所述顶电极上设置有第一吸收层，所述底电极上设置有第二吸收层；所述顶电极和底电极之间设置有荧光吸收层；所述荧光吸收层上设置有缓冲层。2.根据权利要求1所述的一种高效化合物太阳能电池，其特征在于，第一吸收层为SrFeO3吸收层，所述第二吸收层为SrTi0.4Fe1.5O3吸收层，所述缓冲层是由若干个硫化物单晶纳米粒子所构成的薄膜。3.根据权利要求1所述的一种高效化合物太阳能电池，其特征在于，所述荧光吸收层由添加有荧光粒子的钛酸锶粉体构成的薄膜。4.根据权利要求3所述的一种高效化合物太阳能电池，其特征在于，所述第一吸收层的厚度为2～10nm，所述第二吸收层的厚度为5～50nm，所述荧光吸收层的厚度为100～225nm。5.根据权利要求4所述的一种高效化合物太阳能电池，其特征在于，所述化合物太阳能电池的制备工艺流程如下：第一、衬底处理：采用透明导电玻璃ITO作为衬底材料；(1)预处理ITO：使用洗涤剂清洗，然后依次在无水乙醇、丙酮、超纯水和无水乙醇中超声清洗0.5h，氮气流吹干，并用臭氧处理5min；(2)制备ITO：在经过预处理的ITO上旋涂一层掺铟的氧化锡导电膜，旋涂后让混合膜在85℃下真空干燥0.5h；第二、第一吸收层粉体的制备：将氧化锶和三氧化二铁按照5:2的比例混合，置于150℃烘箱中干燥10h，冷却后得到混合粉体，将混合粉体倒入球磨罐子中进行球磨得到钛酸锶粉体，该粉体为SrFeO3粉体；球磨机采用行星式高能球磨机，球磨罐和球磨介质为碳化钨，碳化钨质量分数95％，钴4.5％材料，其相对密度为15.85g/cm3，球磨球的直径为10mm和20mm；球磨机转速为150～300rpm，球磨球与粉体的质量比为25:3，球磨方式为：球磨10min，暂停2min，再球磨10min，暂停5min的循环方式，每个样品的球磨时间范围为80～100h；第三、第二吸收层粉体的制备：将氧化锶、二氧化钛和三氧化二铁分别置于烘箱中在150℃条件下烘8～8.5h，冷却后将上述粉体按照5:1:0.9的比例置于容器中，进行预混合，得到混合粉体；将混合粉体倒入步骤二中所述的球磨罐子中进行球磨得到钛酸锶粉体，该粉体为S...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳众厉电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44