透明导电电极的制作方法及透明导电电极、太阳能电池技术

本发明专利技术提供一种用于太阳能电池的透明导电电极的制作方法，其中，制作方法包括：提供衬底；在衬底上形成多层氮掺杂石墨烯薄膜；对形成有氮掺杂石墨烯薄膜的衬底进行热处理，使得氮掺杂石墨烯薄膜再结晶，以获得透明导电电极。本发明专利技术还提供一种采用制作方法制得的透明导电电极以及包括透明导电电极的太阳能电池。所述透明导电电极的制作方法采用多层氮掺杂的石墨烯薄膜制作透明导电电极，有效地提高了透明导电电极的导电性，同时降低制作成本。

Preparation method of transparent conductive electrode, transparent conductive electrode and solar cell

【技术实现步骤摘要】
透明导电电极的制作方法及透明导电电极、太阳能电池
本专利技术涉及太阳能电池
，具体地，涉及一种用于太阳能电池的透明导电电极的制作方法、采用所述制作方法制得的透明导电电极以及包括所述透明导电电极的太阳能电池。
技术介绍
太阳能作为一种可再生清洁能源，自21世纪以来一直是世界各国的研究重点，最具代表性的就是以太阳能电池为核心的光伏
太阳能电池包括多种，其中薄膜太阳能电池由于其在柔性、制作成本等方面的优势，逐步成为领域内的研究重点。薄膜太阳能电池的结构中包括透明导电电极，其对太阳能电池的能量转换效率具有至关重要的影响，目前用于制作透明导电电极的材料为金属氧化物材料，例如，氧化铟锡(ITO)、氧化氟锡(FTO)，又称导电玻璃，虽然上述金属氧化物材料广泛应用于太阳能电池领域，但是其也存在缺点，具体地，所述金属氧化物中的金属离子容易自发扩散、热稳定性差以及对红外光谱有较强的吸收性。此外，在采用上述金属氧化物材料制作透明导电电极时，还需要在所述透明导电电极表面镀一层铂膜层，以增强其导电性，这大大增加了太阳能电池的制作成本。为解决上述问题，现有技术中采用本征石墨烯替代金属氧化物制作透明导电电极，但是现有技术中本征石墨烯制作的透明导电电极的方阻较大，降低了太阳能电池的光电转化效率。因此，如何提供一种新的用于太阳能电池的透明导电电极的制作方法，以使得利用该方法制得的透明导电电极的导电性提高，同时降低制作成本成为亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于太阳能电池的透明导电电极的制作方法、采用所述制作方法制得的透明导电电极以及包括所述透明导电电极的太阳能电池。所述透明导电电极的制作方法采用多层氮掺杂的石墨烯薄膜制作所述透明导电电极，有效地提高了透明导电电极的导电性，同时降低制作成本。为了解决上述技术问题，作为本专利技术第一个方面，提供一种用于太阳能电池的透明导电电极的制作方法，其中，所述制作方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成多层氮掺杂石墨烯薄膜；对形成有氮掺杂石墨烯薄膜的衬底进行热处理，使得所述氮掺杂石墨烯薄膜再结晶，以获得透明导电电极。优选地，在所述衬底上形成多层氮掺杂石墨烯薄膜的步骤包括：制备氮掺杂石墨烯颗粒；通过电泳法将所述氮掺杂石墨烯颗粒沉积在所述衬底上。优选地，制备氮掺杂石墨烯颗粒的步骤包括：利用鳞片石墨制备氧化石墨烯；利用所述氧化石墨烯制备所述氮掺杂石墨烯颗粒。优选地，利用鳞片石墨制备氧化石墨烯的步骤包括：将鳞片石墨与浓硫酸和高锰酸钾混合，以得到所述氧化石墨烯。优选地，利用所述氧化石墨烯制备所述氮掺杂石墨烯颗粒包括：对所述氧化石墨烯进行氮掺杂，以获得所述氮掺杂石墨烯颗粒；或者，对所述氧化石墨烯进行还原，以获得还原石墨烯；对所述还原石墨烯进行氮掺杂，以获得所述氮掺杂石墨烯颗粒。优选地，在对所述氧化石墨烯进行氮掺杂的步骤中，利用(NH4)2CO3作为氮源对所述氧化石墨烯进行掺杂；在对所述还原石墨烯进行氮掺杂的步骤中，对氮气进行等离子化，获得等离子体对所述还原石墨烯进行氮掺杂。优选地，所述通过电泳法将所述氮掺杂石墨烯颗粒沉积在所述衬底上的步骤的持续的时间为1～10分钟，以获得2～9层所述氮掺杂石墨烯薄膜。优选地，所述氮掺杂石墨烯薄膜的氮掺杂浓度为0.5％～10％。作为本专利技术第二个方面，提供一种用于太阳能电池的透明导电电极，包括衬底和形成在所述衬底上的多层石墨烯透明导电电极子层，其特征在于，所述多层石墨烯透明导电电极子层由多层氮掺杂石墨烯薄膜再结晶后获得。优选地，制作所述多层氮掺杂石墨烯薄膜的材料包括鳞片石墨。作为本专利技术第三个方面，提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括透明导电电极，其中，所述透明导电电极为本专利技术所提供的透明导电电极。本专利技术的有益技术效果：本专利技术采用多层氮掺杂的石墨烯薄膜制作透明导电电极，有效地提高了透明导电电极的载流子的迁移率，从提高透明导电电极的导电性，具体地，制得的透明导电电极的方阻为70Ω/口～150Ω/口。同时透光率可达93％～96％，不会影响太阳能电池中光吸收层的光照强度。并且，通过控制氮掺杂量来调节石墨烯薄膜的功函数，使得与太阳能光吸收材料能带匹配，从而提高太阳能电池的光电转换效率。此外，相比于现有技术中采用金属氧化物以及金属铂(例如，ITO)制作透明导电电极，本专利技术采用氮掺杂的石墨烯制作所述透明导电电极可以降低制作成本。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术所提供的太阳能电池制作方法的流程示意图；图2为图1中步骤S2的具体步骤流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。作为本专利技术的一个方面，提供一种太阳能电池的制作方法，其中，如图1所示，所述制作方法包括：步骤S1、提供衬底；步骤S2、在衬底上形成多层氮掺杂石墨烯薄膜；步骤S3、对形成有氮掺杂石墨烯薄膜的衬底进行热处理，使得所述氮掺杂石墨烯薄膜再结晶，以获得透明导电电极。如上所述，本专利技术通过执行上述步骤S1至S3制作用于太阳能电池的透明导电电极，其中，相比于现有技术中采用本征石墨烯制作透明导电电极，本专利技术中，采用多层氮掺杂的石墨烯薄膜制作透明导电电极，有效地提高了透明导电电极的载流子的迁移率，从提高透明导电电极的导电性，具体地，制得的透明导电电极的方阻为70Ω/口～150Ω/口，并且所述透明导电电极的透光率可达93％～96％，将其用于太阳能电池中，不会影响太阳能电池中光吸收层的光照强度；并且，通过控制氮掺杂量来调节石墨烯薄膜的功函数，使其与太阳能光吸收材料能带匹配，从而提高太阳能电池的光电转换效率。相比于现有技术中采用金属氧化物以及金属铂(例如，ITO)制作透明导电电极，本专利技术采用氮掺杂的石墨烯制作所述透明导电电极可以降低制作成本。并且，本专利技术采用氮掺杂的石墨烯制作的透明导电电极具有良好的柔韧性，更符合当前的太阳能电池的实际应用需求。本专利技术中，如图2所示，在衬底上形成多层氮掺杂石墨烯薄膜的步骤S2包括：S21、制备氮掺杂石墨烯颗粒；S22、通过电泳法将所述氮掺杂石墨烯颗粒沉积在所述衬底上。如上所述，通过电泳法将制备得到的氮掺杂的石墨烯颗粒沉积在所述衬底上，形成多层氮掺杂的石墨烯薄膜。需要说明的是，本专利技术对于如何在衬底上形成多层氮掺杂石墨烯薄膜不做限制，上述采用电泳法仅为一种优选地实施方式，并不对本专利技术的技术方案构成限制。其中，优选地，步骤S22的持续时间为1～10分钟，以获得2～9层所述氮掺杂石墨烯薄膜。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于太阳能电池的透明导电电极的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：/n提供衬底；/n在所述衬底上形成多层氮掺杂石墨烯薄膜；/n对形成有氮掺杂石墨烯薄膜的衬底进行热处理，使得所述氮掺杂石墨烯薄膜再结晶，以获得透明导电电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于太阳能电池的透明导电电极的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
提供衬底；
在所述衬底上形成多层氮掺杂石墨烯薄膜；
对形成有氮掺杂石墨烯薄膜的衬底进行热处理，使得所述氮掺杂石墨烯薄膜再结晶，以获得透明导电电极。


2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述衬底上形成多层氮掺杂石墨烯薄膜的步骤包括：
制备氮掺杂石墨烯颗粒；
通过电泳法将所述氮掺杂石墨烯颗粒沉积在所述衬底上。


3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，制备氮掺杂石墨烯颗粒的步骤包括：
利用鳞片石墨制备氧化石墨烯；
利用所述氧化石墨烯制备所述氮掺杂石墨烯颗粒。


4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，利用鳞片石墨制备氧化石墨烯的步骤包括：
将鳞片石墨与浓硫酸和高锰酸钾混合，以得到所述氧化石墨烯。


5.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，利用所述氧化石墨烯制备所述氮掺杂石墨烯颗粒包括：
对所述氧化石墨烯进行氮掺杂，以获得所述氮掺杂石墨烯颗粒；
或者，
对所述氧化石墨烯进行还原，以获得还原石墨烯；
对所述还原石墨烯进行氮掺杂，以获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静文，刘琦，
申请(专利权)人：东泰高科装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11