The invention discloses a silicon-based radial nanowire solar cell, which comprises n-type single crystal silicon substrate, n-type nanowire periodic array structure arranged on the first side of n-type single crystal silicon substrate, metal film arranged on the second side of n-type single crystal silicon substrate, molybdenum sulfide film and p-type amorphous silicon thin film arranged on the surface of n-type nanowire periodic array structure in turn. A transparent conductive film is arranged on the first side of the n-type nanowire periodic array structure exposed on the thin surface of the p-type amorphous silicon and the n-type single crystal silicon substrate, and the transparent conductive film and the metal film lead out the conductive electrode for external power supply. The invention also discloses a method for preparing a silicon based radial nanowire solar cell. The invention uses molybdenum sulfide film as the intrinsic layer to modify the surface defects of n-type nanowire periodic arrays, which can reduce the interface recombination and improve the absorption of broad spectrum solar energy band, thereby improving the photoelectric conversion efficiency of silicon-based radial nanowire solar cells.
【技术实现步骤摘要】
一种硅基径向纳米线太阳能电池及其制备方法
本专利技术涉及一种太阳能电池及其制备方法,尤其是涉及一种硅基径向纳米线太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
能源与环境问题一直是影响人类生存和发展的热点问题。太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的可再生能源,其开发利用受到了最广泛的关注。在传统晶硅材料电池主导光伏市场的同时,硅基薄膜太阳能电池以其独特低温沉积制备工艺,轻便灵活的应用前景与柔性曲面、建筑一体化的良好结合,在日益增长的光伏市场中逐渐占有重要的地位。基于硅微纳结构的硅基薄膜太阳能电池取代晶体硅可以显著降低材料成本,在可见光区间,对于相同的吸光量,硅微纳结构的使用仅占硅片用量的1%。近年来,由美国加州理工学院研究组提出的径向PN纳米线阵列太阳能电池(Nanoletter,2008,8(10),3456-3460)以其光吸收方向与载流子分离收集方向正交从而综合提高电池太阳能电池短路电流和转换效率的优势显示出巨大的应用潜力。与传统平面结构的硅基太阳能电池相比,硅纳米线径向电池在纳米线轴线方向收集光生载流子,可以有效降低电子-空穴的体复合提高光电转换效率。但这种径向结构的异质结区与平面结构相比具有更大界面接触,纳米线表面大量的表面缺陷态增加了界面光生载流子的复合几率,从而限制了径向硅纳米线太阳能电池效率的提升。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种硅基径向纳米线太阳能电池,解决纳米线表面大量的表面缺陷态提升界面光生载流子复合率而导致的短路电流较低的问题。本专利技术的另一个目的是提供一种硅基径向纳米线太阳能电池的制备方法。本专利技术技术方案如下:一种硅基径向纳米线太 ...
【技术保护点】
1.一种硅基径向纳米线太阳能电池,其特征在于,包括n型单晶硅衬底,所述n型单晶硅衬底的第一面设置n型纳米线周期阵列结构,所述n型单晶硅衬底的第二面设置金属薄膜,所述n型纳米线周期阵列结构表面依次设置硫化钼薄膜和p型非晶硅薄膜,所述p型非晶硅薄表面和n型单晶硅衬底的由n型纳米线周期阵列结构裸露的第一面设置透明导电薄膜,所述透明导电薄膜和金属薄膜引出导电电极对外供电。
【技术特征摘要】
1.一种硅基径向纳米线太阳能电池,其特征在于,包括n型单晶硅衬底,所述n型单晶硅衬底的第一面设置n型纳米线周期阵列结构,所述n型单晶硅衬底的第二面设置金属薄膜,所述n型纳米线周期阵列结构表面依次设置硫化钼薄膜和p型非晶硅薄膜,所述p型非晶硅薄表面和n型单晶硅衬底的由n型纳米线周期阵列结构裸露的第一面设置透明导电薄膜,所述透明导电薄膜和金属薄膜引出导电电极对外供电。2.根据权利要求1所述的硅基径向纳米线太阳能电池,其特征在于,所述n型单晶硅衬底的厚度为20~5000微米,掺杂浓度为1×1012~1×1018cm-3。3.根据权利要求1所述的硅基径向纳米线太阳能电池,其特征在于,所述n型纳米线周期阵列结构的纳米线直径为10~200纳米,高度为50~2000纳米,掺杂浓度为1×1012~1×1018cm-3。4.根据权利要求1所述的硅基径向纳米线太阳能电池,其特征在于,所述硫化钼薄膜为单层或由多层薄膜叠加组合构成,厚度为1~100纳米。5.根据权利要求1所述的硅基径向纳米线太阳能电池,其特征在于,所述p型非晶硅薄膜的掺杂浓度为1×1016~1×1019cm-3,厚度为0.01~1微米。6.根据权利要求1所述的硅基径向纳米线太阳能电池,其特征在于,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:况亚伟,马玉龙,张静,王书昶,倪志春,魏青竹,潘启勇,张德宝,刘玉申,冯金福,
申请(专利权)人:常熟理工学院,苏州腾晖光伏技术有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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