一種新型硒化銻薄膜太陽能電池及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種新型硒化銻薄膜太陽能電池及其制備方法，其特征在于，所述太陽能電池的結(jié)構(gòu)從上至下依次為：金屬正面電極1、p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜2、p型硒化銻薄膜3、n型黑磷烯襯底4、金屬背面電極5。本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于不僅充分利用了硒化銻薄膜吸收系數(shù)和相對介電常數(shù)大，對自由電子或空穴的俘獲能力低，有效降低了缺陷所引起的復(fù)合損失；而且利用了黑磷烯高電導(dǎo)率，高透光率以及非常高的漏電流調(diào)制率等特點(diǎn)，減少了太陽能電池的整體串聯(lián)電阻，極大地增加了太陽能電池的光電流，提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種新型硒化銻薄膜太陽能電池及其制備方法，屬新能源領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
硒化銻作為一種具有潛在應(yīng)用前景的低毒、廉價(jià)、原材料儲(chǔ)量豐富的新型光電轉(zhuǎn)換材料，非常適合制作薄膜太陽能電池。硒化銻具有一系列優(yōu)異的光電和材料性質(zhì)，其禁帶寬度為1.0~1.2eV，較接近太陽能電池的最佳禁帶寬度；其屬于直接帶隙材料，對短波可見光的吸收系數(shù)大，僅需500nm薄膜就可以對入射太陽光進(jìn)行充分吸收；且硒化銻相對介電常數(shù)較大，對自由電子或空穴的俘獲能力低，能夠有效降低缺陷所引起的復(fù)合損失；除此之外，硒化銻為簡單二元化合物，在常溫常壓下只有正交一種相，因此在制備和生產(chǎn)中可以避免復(fù)雜的組分和雜相控制難題。若能制備出轉(zhuǎn)換效率較高的硒化銻太陽能電池，無疑對能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面起著重要的作用。近幾年來，世界各國的研究人員已利用各種各樣的方法來制備硒化銻薄膜及其器件。目前已有的硒化銻薄膜太陽能電池是以有機(jī)半導(dǎo)體和硒化銻作為光電轉(zhuǎn)換層，且在陰極與光電轉(zhuǎn)換層之間配置電子傳輸層，在光電轉(zhuǎn)換層與電子傳輸層之間配置含有稀土元素和/或元素周期表第II族元素的薄膜層，其文獻(xiàn)報(bào)道硒化銻薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)3.7%，而理論上硒化銻薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到30%以上，很明顯硒化銻材料在薄膜太陽能電池應(yīng)用領(lǐng)域還有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ藗兗毙鑼ふ乙环N效率更高的硒化銻薄膜太陽能電池以推動(dòng)太陽能電池領(lǐng)域的發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了進(jìn)一步提高硒化銻薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，本專利技術(shù)提供了一種新型硒化銻薄膜太陽能電池及其制備方法，其特征在于，所述太陽能電池的結(jié)構(gòu)從上至下依次為：金屬正面電極、p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜、p型硒化銻薄膜、n型黑磷烯襯底、金屬背面電極。所述金屬正面和背面電極為金屬銀電極或鋁電極；所述太陽能電池的制備過程包括以下步驟：首先，利用超聲波化學(xué)清洗n型黑磷烯襯底，然后在其上利用超聲噴霧法或肼溶液法或磁控濺射法沉積p型硒化銻薄膜，接著在p型硒化銻薄膜上利用化學(xué)氣相沉積法或機(jī)械剝離法制備p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜，最后在p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜以及n型黑磷烯襯底上利用絲網(wǎng)印刷法或蒸鍍法分別制備金屬正面和背面電極以制得所需要的新型硒化銻薄膜太陽能電池。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于不僅充分利用了硒化銻這種材料吸收系數(shù)和相對介電常數(shù)大，對自由電子或空穴的俘獲能力低，能夠有效降低缺陷所引起的載流子復(fù)合損失；而且還利用了黑磷烯高電導(dǎo)率，高透光率以及非常高的漏電流調(diào)制率等特點(diǎn)，減少了太陽能電池的整體串聯(lián)電阻，極大地增加了太陽能電池的光電流，提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。這種通過利用黑磷烯來傳導(dǎo)電流極大地克服了傳統(tǒng)導(dǎo)電材料的不足，為制備高效率硒化銻薄膜太陽能電池提供了新思路。附圖說明：附圖1是本專利技術(shù)提供的一種新型硒化銻薄膜太陽能電池的層結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號說明：1—金屬正面電極；2—p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜；3—p型硒化銻薄膜；4—n型黑磷烯襯底；5—金屬背面電極。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明，但本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
不僅限于實(shí)施例中涉及的內(nèi)容。本專利技術(shù)按附圖所示結(jié)構(gòu)，它包括從上至下依次分布的金屬正面電極1、p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜2、p型硒化銻薄膜3、n型黑磷烯襯底4、金屬背面電極5。實(shí)施例1：一種新型硒化銻薄膜太陽能電池的制備方法，按照以下步驟操作：將n型黑磷烯襯底采用超聲波化學(xué)清洗，在其上利用超聲噴霧法沉積p型硒化銻薄膜，然后在p型硒化銻薄膜上利用化學(xué)氣相沉積法制備p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜，最后在p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜以及n型黑磷烯襯底上利用絲網(wǎng)印刷法分別制備金屬銀電極，即制得所需要的新型硒化銻薄膜太陽能電池。實(shí)施例2：將n型黑磷烯襯底采用超聲波化學(xué)清洗，在其上利用肼溶液法沉積p型硒化銻薄膜，然后在p型硒化銻薄膜上利用化學(xué)氣相沉積法制備p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜，最后在p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜以及n型黑磷烯襯底上利用蒸鍍法分別制備金屬鋁電極，即制得所需要的新型硒化銻薄膜太陽能電池。實(shí)施例3：將n型黑磷烯襯底采用超聲波化學(xué)清洗，在其上利用磁控濺射法沉積p型硒化銻薄膜，然后在p型硒化銻薄膜上利用機(jī)械剝離法制備p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜，最后在p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜以及n型黑磷烯襯底上利用絲網(wǎng)印刷法分別制備金屬鋁電極，即制得所需要的新型硒化銻薄膜太陽能電池。實(shí)施例4：將n型黑磷烯襯底采用超聲波化學(xué)清洗，在其上利用超聲噴霧法沉積p型硒化銻薄膜，然后在p型硒化銻薄膜上利用機(jī)械剝離法制備p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜，最后在p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜以及n型黑磷烯襯底上利用蒸鍍法分別制備金屬銀電極，即制得所需要的新型硒化銻薄膜太陽能電池。實(shí)施例5：將n型黑磷烯襯底采用超聲波化學(xué)清洗，在其上利用肼溶液法沉積p型硒化銻薄膜，然后在p型硒化銻薄膜上利用機(jī)械剝離法制備p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜，最后在p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜以及n型黑磷烯襯底上利用絲網(wǎng)印刷法分別制備金屬鋁電極，即制得所需要的新型硒化銻薄膜太陽能電池。實(shí)施例6：將n型黑磷烯襯底采用超聲波化學(xué)清洗，在其上利用磁控濺射法沉積p型硒化銻薄膜，然后在p型硒化銻薄膜上利用化學(xué)氣相沉積法制備p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜，最后在p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜以及n型黑磷烯襯底上利用絲網(wǎng)印刷法分別制備金屬銀電極，即制得所需要的新型硒化銻薄膜太陽能電池。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種新型硒化銻薄膜太陽能電池，其特征在于，所述太陽能電池的結(jié)構(gòu)從上至下依次為：金屬正面電極、p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜、p型硒化銻薄膜、n型黑磷烯襯底、金屬背面電極。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種新型硒化銻薄膜太陽能電池，其特征在于，所述太陽能電池的結(jié)構(gòu)從上至下依次為：金屬正面電極、p型重?fù)诫s黑磷烯薄膜、p型硒化銻薄膜、n型黑磷烯襯底、金屬背面電極。2.一種如權(quán)利要求1所述的新型硒化銻薄膜太陽能電池的制備方法，其特征在于，將n型黑磷烯襯底采用超聲波化學(xué)清洗，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅云榮，周如意，陳春玲，陳慧敏，
申請(專利權(quán))人：湖南師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南;43