一种CuGaO2太阳能电池的制备方法技术

技术编号：41851552 阅读：38 留言：0更新日期：2024-06-27 18:28

本发明专利技术公开了一种CuGaO<subgt;2</subgt;太阳能电池的制备方法。以NaHCO<subgt;3</subgt;和Ga(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;3</subgt;·9H<subgt;2</subgt;O为钠源和镓源，采用低温‑高温相结合的无溶剂反应法合成β‑NaGaO<subgt;2</subgt;，将β‑NaGaO<subgt;2</subgt;与CuCl进行离子交换得到纯相β‑CuGaO<subgt;2</subgt;；将β‑CuGaO<subgt;2</subgt;与氧化物缓冲层粉体混合研磨后刮涂在缓冲层薄膜上，构筑嵌入式电池。本发明专利技术采用低温‑高温相结合的无溶剂反应法制备中间产物β‑NaGaO<subgt;2</subgt;，具有更多的反应接触面积，实现更好地传质，极大降低反应时间及温度，降低能耗。同时采用嵌入式结构制备电池，获得了效率为0.037%的光伏器件，解决因材料特性难以构建平面式结构器件的问题。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池材料与器件，具体涉及一种cugao2太阳能电池的制备方法。

技术介绍

1、自工业革命以来，人类使用的能源以煤炭、石油等化石能源为主。化石能源属于不可再生能源，随着时间的推移，化石能源的枯竭是不可避免的，并且会对环境产生污染。因此，寻找替代化石能源的清洁可再生能源，保持能源的可持续发展已成为了当务之急，而太阳能便是清洁可再生能源之一。太阳能电池可分为三大类，一类是单晶硅和多晶硅太阳能电池，另一类是钙钛矿及量子点等新型太阳能电池，还有一类是基于多元无机化合物薄膜的薄膜太阳能电池。薄膜太阳能电池有着更薄的厚度及优秀的稳定性，有利于制备柔性器件，可应用于更多的场景，其中铜铟镓硒及碲化镉等成熟的薄膜太阳能电池效率已经超过20%。纤锌矿结构的cugao2是一种理想的薄膜太阳能电池吸收层材料，其具有1.47 ev的直接窄带隙，带隙宽度与在单结太阳能电池中实现理论最大转换效率所需的带隙相匹配，且具有高吸收系数（105cm-1），良好的稳定性，同时其含有的cu，ga，o元素绿色无毒，这些特性使这种新型材料适合作为太阳能电池中的吸收层材料。

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【技术保护点】

1.一种CuGaO2太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种CuGaO2太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述的Ga(NO3)3·9H2O、NaHCO3及NH4HCO3的摩尔比为1:1:5~10。

3.根据权利要求1所述的一种CuGaO2太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述的烧结温度为700~900℃，时间为0.5~6h。

4.根据权利要求1所述的一种CuGaO2太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述的离子交换温度为250℃，时间为12~48h。