一种以石墨烯作为导电材料的铜铟硒纳米晶硅薄膜太阳电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种以石墨烯作为导电材料的铜铟硒纳米晶硅薄膜太阳电池及其制备方法。以p型重掺杂石墨烯作为衬底，通过离子束溅射法在p型重掺杂石墨烯上制备p型铜铟硒薄膜，通过蒸发法在p型铜铟硒薄膜表面沉积n型硫化镉薄膜，采用化学气相沉积法在n型硫化镉薄膜表面制备本征石墨烯过渡层，再在本征石墨烯过渡层上通过等离子增强化学气相沉积法依次制备p型与n型纳米晶硅薄膜，接着在n型纳米晶硅薄膜上通过化学气相沉积法制备n型重掺杂石墨烯薄膜，最后在n型重掺杂石墨烯薄膜表面以及p型重掺杂石墨烯衬底表面通过蒸发法制备金属电极。本发明专利技术的优点在于制作工艺简单，成本低廉，不仅扩展了传统铜铟硒薄膜太阳电池的光波吸收范围，而且充分发挥了石墨烯高导电性，高透光率以及良好的光照热稳定性的优势，提高了太阳电池的转换效率和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种以石墨烯作为导电材料的铜铟硒纳米晶硅薄膜太阳电池及其制备方法
一种以石墨烯作为导电材料的铜铟硒纳米晶硅薄膜太阳电池及其制备方法。
技术介绍
目前典型的铜铟硒（CuInSe2）单结薄膜太阳电池是以玻璃或氧化铝作为衬底，以钼（Mo）薄膜作为导电层，以厚度约为2μm的n型硫化镉（CdS）薄膜作为窗口层，和p型铜铟硒（CuInSe2）薄膜材料组成。该电池结构转换效率高、制造成本低、性能稳定，但也有缺点与不足。首先CuInSe2薄膜的禁带宽度为1.04eV，距离太阳电池材料的最佳禁带宽度1.45eV相差较大，影响其光电转化效率的进一步提高。其次，目前应用于铜铟硒（CuInSe2）薄膜太阳电池的导电材料主要为钼（Mo）薄膜与掺氟二氧化锡薄膜（FTO）或掺铟二氧化锡薄膜（ITO）。但是金属钼（Mo）储量有限，成本较高。掺铟二氧化锡薄膜（ITO）里的金属离子容易自发扩散，削弱其导电能力，而掺氟二氧化锡薄膜（FTO）对红外光谱有较强的吸收性以及较差的热稳定性。上述缺点制约了传统的铜铟硒（CuInSe2）薄膜太阳电池的发展，人们急需一种更好的铜铟硒（CuInSe2）薄膜太阳电池以推动太阳电池的发展。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以石墨烯作为导电材料的铜铟硒纳米晶硅薄膜太阳电池，其特征在于，所述太阳电池结构从上至下依次为：金属正面电极、n型重掺杂石墨烯薄膜、n型纳米晶硅薄膜、p型纳米晶硅薄膜、本征石墨烯过渡层、n型硫化镉薄膜、p型铜铟硒薄膜、p型重掺杂石墨烯衬底、金属背面电极。

【技术特征摘要】
1.一种以石墨烯作为导电材料的铜铟硒纳米晶硅薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，将p型重掺杂石墨烯衬底采用超声波化学清洗，放入超高真空双离子束溅射仪中备用，采用不同面积的三个高纯铜/铟/硒靶材复合成为溅射靶在衬底上沉积p型铜铟硒薄膜，沉积时的本底真空为2.0×10-4-6.0×10-4Pa，工作真空为4.0×10-4-4.0×10-2Pa，衬底温度200℃-300℃，沉积时间50-90分钟，厚度为1-2μm；然后将衬底温度控制在100℃-160℃，在p型铜铟硒薄膜上蒸镀纯度为80％-98％含有氯化镉杂质的硫化镉粉末，蒸镀时间控制在10-20分钟，厚度为50-200nm；接着将样品加热到200℃-450℃，在常压氩气和氢气气氛中通入甲烷，在n型硫化镉薄膜上，通过化学气相沉积法沉积厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗云荣，李春龙，伍德亮，陈冬妮，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43