硅基核壳纳米线光伏电池及其制备工艺制造技术

技术编号:6933346 阅读:292 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种硅基核壳纳米线光伏电池及其制备方法。该光伏电池包括N型硅衬底,该衬底正面形成有N型硅纳米线阵列作为光活性层,其底面上设有金属背电极,该硅纳米线阵列与空穴传输的有机导电聚合物形成核壳纳米线肖特基异质结,该异质结上设有ITO顶电极。进一步的,该有机导电聚合物包括PEDOT:PSS。该硅纳米线阵列及硅衬底由纯度为3-6N级的单晶或多晶硅形成,纳米线高度为3-5μm,衬底厚度为5-200μm。其制备工艺为:采用湿法刻蚀在N型硅衬底正面制备出硅纳米线阵列,然后与空穴传输的有机导电聚合物形成核壳纳米线异质结,最后在硅衬底底面和异质结上分别组装金属背电极和ITO顶电极。本发明专利技术光伏电池原料用量少,成本低廉,转换效率高,且制备工艺简洁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术特别涉及一种N型硅/空穴传输的有机导电聚合物核壳纳米线光伏电池及其制备工艺,属于太阳能转换

技术介绍
光伏电池能够将太阳光源源不断地转化成电能来解决当前人们面临的能源枯竭和环境污染问题。晶体硅光伏电池的光电转换效率高,占据了整个光伏市场的80%。但目前晶体硅光伏电池成本偏高,阻碍了光伏发电产业的发展。其中,晶体硅光伏电池需要用较多数量(200-300 μ m厚)和高纯度(>6N级)的晶体硅作为原料,原料成本占整个光伏组件的 40%以上,是晶体硅光伏电池成本偏高的一个主要因素。如何在保持晶体硅光伏电池效率的基础上有效地减少原料的使用数量是降低光伏组件成本的一个有效途径。硅纳米线阵列的光伏电池能够实现该途径。已报道的文章(如,“Light trapping in silicon nanowire solar cells”,《Nano Letters》,2010,10,pl082 - 1087)中提及硅纳米线阵列具有卓越的光诱捕性能,几个μπι高的硅纳米线阵列即可完全吸收300-1100nm (硅本征吸收的光谱范围)的太阳光子,可有效地减少晶体硅原料的使用数量。同时,这种光伏电池中的光伏结可制作成核壳纳米线结构,光生载流子在硅纳米线径向运动很短的距离即可被光伏结有效分离,从而允许使用低质量的硅原料制备器件,进一步降低硅原料的成本。获得上述硅纳米线光伏电池的关键是设计和构筑核壳纳米线阵列结构的光伏结。专利技术者吕文辉, 陈立桅 申请人:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

【技术保护点】
1.一种硅基核壳纳米线光伏电池,其特征在于:它包括N型硅衬底,所述N型硅衬底正面形成有硅纳米线阵列作为光活性层,其底面上设有金属背电极,所述硅纳米线阵列上共形覆盖空穴传输的有机导电聚合物形成核壳结构的纳米线异质结作为光伏结,所述异质结上设有ITO顶电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:吕文辉陈立桅
申请(专利权)人:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
类型:发明
国别省市:32

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