【技术实现步骤摘要】
一、
本专利技术涉及一种纳米异质结太阳能电池及其制备方法,具体地说是基于硫属亚铜化合物异质结的纳米太阳能电池及其制备方法。二、
技术介绍
自1959年第一块基于平面硅的集成电路专利技术以来,平面硅工艺一直主导着集成电路产业的发展。历经半个世纪的发展,集成电路已由包含五个电子元件的第一块集成电路板发展到超大规模集成电路,单个电路芯片集成的元件数达几亿甚至几十、上百亿个。集成电路发展的过程实际上就是器件特征尺寸不断缩小、集成度不断提高、性能价格比不断降低的过程。太阳能电池领域亦是如此。目前,硅基太阳能电池市场份额仍高达90%以上,然而居高不下的晶硅价格和其较低的吸收率推动人们在薄膜太阳能电池领域,尤其是无机物薄膜太阳能电池领域不断寻求新的突破。硫属亚铜化合物是一类环境友好且在地壳中含量丰富的过渡金属硫属化合物,由于阳离子缺陷,呈p型半导体特性,此外,其具有较高的吸收系数和优良的光电特性,因而在薄膜太阳能电池领域有着较为广泛的应用研究。通过传统高真空技术制备的Cu2S/CdS(IEEETrans.Electron.,1977,24,381)、Cu2-xSe/CdS(Appl.Phys.lett.,1985,46,1095)体系,是研究最早的薄膜太阳能体系之一。随着纳米技术的发展,基于Cu2S纳米晶的薄膜太阳能电池的研究也取得了显著的研究进展(NanoLett.,2008,8,2551)。尽管其光电转换效率仅1.6%,但是 ...
【技术保护点】
一种基于硫属亚铜化合物的纳米异质结太阳能电池,其特征在于:是以上表面覆有绝缘层(2)的硅基衬底(1)为基底,在所述绝缘层(2)上分散有硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3),在所述硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)的两端各沉积有第一金属薄膜电极(4)和In2S3薄膜(5),所述硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)与所述第一金属薄膜电极(4)呈欧姆接触,与所述In2S3薄膜(5)形成异质结;在所述In2S3薄膜(5)上方沉积有第二金属薄膜电极(6),所述In2S3薄膜(5)与所述第二金属薄膜电极(6)呈欧姆接触。
【技术特征摘要】
1.一种基于硫属亚铜化合物的纳米异质结太阳能电池,其特征在于:是以上表面覆有绝
缘层(2)的硅基衬底(1)为基底,在所述绝缘层(2)上分散有硫属亚铜化合物准一维纳米
结构(3),在所述硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)的两端各沉积有第一金属薄膜电极
(4)和In2S3薄膜(5),所述硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)与所述第一金属薄膜电
极(4)呈欧姆接触,与所述In2S3薄膜(5)形成异质结;在所述In2S3薄膜(5)上方沉积有
第二金属薄膜电极(6),所述In2S3薄膜(5)与所述第二金属薄膜电极(6)呈欧姆接触。
2.根据权利要求1所述的纳米异质结太阳能电池,其特征在于:所述硫属亚铜化合物准
一维纳米结构(3)的化学结构式为Cu2-xA,其中A为硫元素或硒元素,0≤x≤0.25;
所述硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)为纳米线、纳米棒、纳米管或纳米带;
所述硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)的轴向长度不小于10μm,径向长度为
100-1000nm。
3.根据权利要求1所述的纳米异质结太阳能电池,其特征在于:所述绝缘层(2)为SiO2、
Si3N4或HfO2;所述绝缘层(2)的电阻率大于1×103Ω·cm、厚度为100-500nm。
4.根据权利要求1所述的纳米异质结太阳能电池,其特征在于:所述In2S3薄膜(5)的
厚度为200-1000nm。
5.根据权利要求1所述的纳米异质结太阳能电池,其特征在于:所述第一金属薄膜电极
(4)为Au电极、Ti/Au复合电极、Cr/Au复合电极或Ni/Au复合电极;
所述Au电极的厚度为30-100nm;
所述Ti/Au复合电极、Cr/Au复合电极、Ni/Au复合电极分别是在厚度3-10nm的Ti、
Cr、Ni上沉积有30-100nm厚的Au。
6.根据权利要求1所述的纳米异质结太阳能电池,其特征在于:所述第二金属薄膜电极
(6)为In电极、In/Au复合电极、Ag电极或Al电极;所述In电极、Ag电极或者Al电极
的厚度为30-100nm;所述In/Au复合电极是在厚度为30-100nm的In上沉积有3-10nm厚
的Au。
7.根据权利要求1所述的纳米异质结太阳能电池,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴春艳,潘志强,王友义,陈士荣,罗林保,
申请(专利权)人:合肥工业大学,
类型:发明
国别省市:安徽;34
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