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    一種大開路電壓納米異質結太陽能電池制造技術

    技術編號:14447218 閱讀:126 留言:0更新日期:2017-01-15 20:50
    本實用新型專利技術公開了一種大開路電壓納米異質結太陽能電池。其包括襯底層、p?型半導體納米線、金電極、鈍化層、n?型半導體薄膜、鈦電極。所述襯底層之上設有p?型半導體納米線,所述p?型半導體納米線的一端之上設有金電極,所述p?型半導體納米線的另一端之上設有鈍化層,所述鈍化層之上設有n?型半導體薄膜,所述n?型半導體薄膜之上設有鈦電極。本實用新型專利技術采用納米異質結結構,通過材料的選擇、結構優化實現了開路電壓達1V以上的大開路電壓太陽能電池。

    【技術實現步驟摘要】

    :本技術涉及納米太陽能電池領域,具體的說涉及一種大開路電壓納米異質結太陽能電池
    技術介紹
    :世界常規能源供應短缺危機日益嚴重,化石能源的大量開發利用已成為造成自然環境污染和人類生存環境惡化的主要原因之一,尋找新興能源已成為世界熱點問題。在各種新能源中,太陽能光伏發電具有無污染、可持續、總量大、分布廣、應用形式多樣等優點,受到世界各國的高度重視。開路電壓是表征太陽能電池的重要參數。大開路電壓是獲得高轉換效率的基礎,大開路電壓可以促進高能光子的吸收從而提高對太陽光的利用率。另外,大開路電壓是大輸出電壓的基礎,這使得大開路電壓太陽能電池有諸多特殊應用,如太陽能手機充電器等。對于太陽能電池組件來說,大開路電壓可以減少串聯器件數量,從而縮小電池體積,更容易實現輕便型太陽能電池的制造。但是目前各種太陽能電池的開路電壓都明顯偏低。第一代太陽能電池中的單晶硅和多晶硅電池的開路電壓僅為0.7V左右,目前所報道的非晶硅電池最高只為0.85V。第二代薄膜太陽能電池中的砷化鎵電池和碲化鎘電池由于禁帶寬度較大可以使開路電壓提高至1V和0.85V,銅銦硒化物和銅銦鎵硒化物電池則只有0.7V左右。第三代中的染料敏化太陽能電池只有0.73V左右。由此可見,長期的研發投入并未使上述各類電池開路電壓低的缺點得以改善。
    技術實現思路
    :本技術針對現有技術的不足,提出了一種大開路電壓納米異質結太陽能電池,旨在獲得具有大開路電壓的納米異質結太陽能電池。為實現上述目的,本技術提出了一種大開路電壓納米異質結太陽能電池,其特征在于:包括襯底層(1),所述襯底層(1)之上設有p-型半導體納米線(2),所述p-型半導體納米線(2)的一端之上設有金電極(3),所述p-型半導體納米線(2)的另一端之上設有鈍化層(4),所述鈍化層(4)之上設有n-型半導體薄膜(5),所述n-型半導體薄膜(5)之上設有鈦電極(6)。作為優選,所述襯底層(1)為石英玻璃、帶有氧化層的硅片、藍寶石襯底或者PET(Polyethyleneterephthalate,聚對苯二甲酸乙二醇酯)柔性襯底。作為優選,所述的p-型半導體納米線(2)為p-型硒化鋅(ZnSe)納米線;所述的p-型半導體納米線(2)的直徑為150-250納米,長度為15-25微米,空穴濃度為1018-1019cm-3;所述的p-型半導體納米線(2)在襯底層(1)之上呈水平陣列排布,p-型半導體納米線平行間隔為1-5微米。作為優選,所述金電極(3)厚度為50-100納米。作為優選,所述鈍化層(4)為氮化硅(Si3N4)或氧化鋁(Al2O3)層;所述鈍化層(4)厚度為4-8納米;所述鈍化層(4)將p-型半導體納米線(2)的一端均勻包裹。作為優選,所述n-型半導體薄膜(5)為n-型硫化鎘(CdS)薄膜;所述n-型半導體薄膜(5)的厚度為40-100納米。作為優選,所述鈦電極(6)的厚度為20-40納米。與現有技術相比,本技術具有以下有益結果:本技術中,選取具有優良光電性質且具有寬帶隙結構的p-型硒化鋅納米線和n-型硫化鎘薄膜,兩者構建出具有大內建電勢差的納米異質結;本技術中,采取在p-型半導體納米線和n-型半導體薄膜之間置入鈍化層以減少納米異質結界面缺陷態數量,進而降低納米異質結結區漏電流以提高器件的開路電壓;上述納米異質結太陽能電池的開路電壓可達1V以上,最高可達1.5V。附圖說明:圖1是本技術的橫向剖面結構示意圖。圖2是本技術的縱向剖面結構示意圖。具體實施方式:參照圖1和圖2,本專利技術包括襯底層(1)、p-型半導體納米線(2)、金電極(3)、鈍化層(4)、n-型半導體薄膜(5)、鈦電極(6),其中襯底層(1)之上設有p-型半導體納米線(2),所述p-型半導體納米線(2)的一端之上設有金電極(3),所述p-型半導體納米線(2)的另一端之上設有鈍化層(4),所述鈍化層(4)之上設有n-型半導體薄膜(5),所述n-型半導體薄膜(5)之上設有鈦電極(6)。所述襯底層(1)為石英玻璃、帶有氧化層的硅片、藍寶石襯底或者PET柔性襯底;所述p-型半導體納米線(2)為p-型硒化鋅(ZnSe)納米線,其直徑為150-250納米,長度為15-25微米,空穴濃度為1018-1019cm-3;所述p-型半導體納米線(2)在襯底層(1)之上呈水平陣列排布,p-型半導體納米線平行間隔為1-5微米;所述金電極(3)厚度為50-100納米;所述鈍化層(4)為氮化硅(Si3N4)或氧化鋁(Al2O3)層,厚度為4-8納米;所述n-型半導體薄膜(5)為n-型硫化鎘(CdS)薄膜,其厚度為40-100納米;所述鈦電極(6)的厚度為20-40納米。以下給出制作一種大開路電壓納米異質結太陽能電池的三個實施例:實施例1:制作襯底層為石英玻璃,金電極厚度為50納米,鈍化層為氮化硅且厚度為4納米,n-型硫化鎘薄膜厚度為45納米,鈦電極厚度為20納米的大開路電壓納米異質結太陽能電池。該實施例在標準模擬光源下測試可得其開路電壓為1.3V、轉換效率為5.27%。實施例2:制作襯底層為帶有氧化層的硅片,金電極厚度為70納米,鈍化層為氧化鋁且厚度為6納米,n-型硫化鎘薄膜厚度為60納米,鈦電極厚度為30納米的大開路電壓納米異質結太陽能電池。該實施例在標準模擬光源下測試可得其開路電壓為1.5V、轉換效率為4.70%。實施例3:制作襯底層為PET柔性襯底,金電極厚度為90納米,鈍化層為氮化硅且厚度為8納米,n-型硫化鎘薄膜厚度為80納米,鈦電極厚度為35納米的大開路電壓納米異質結太陽能電池。該實施例在標準模擬光源下測試可得其開路電壓為1.05V、轉換效率為3.40%。本文檔來自技高網...
    一種大開路電壓納米異質結太陽能電池

    【技術保護點】
    一種大開路電壓納米異質結太陽能電池,其特征在于:包括襯底層(1),所述襯底層(1)之上設有p?型半導體納米線(2),所述p?型半導體納米線(2)的一端之上設有金電極(3),所述p?型半導體納米線(2)的另一端之上設有鈍化層(4),所述鈍化層(4)之上設有n?型半導體薄膜(5),所述n?型半導體薄膜(5)之上設有鈦電極(6)。

    【技術特征摘要】
    1.一種大開路電壓納米異質結太陽能電池,其特征在于:包括襯底層(1),所述襯底層(1)之上設有p-型半導體納米線(2),所述p-型半導體納米線(2)的一端之上設有金電極(3),所述p-型半導體納米線(2)的另一端之上設有鈍化層(4),所述鈍化層(4)之上設有n-型半導體薄膜(5),所述n-型半導體薄膜(5)之上設有鈦電極(6)。2.根據權利要求1所述的一種大開路電壓納米異質結太陽能電池,其特征在于:所述襯底層(1)為石英玻璃、帶有氧化層的硅片、藍寶石襯底或者PET(Polyethyleneterephthalate,聚對苯二甲酸乙二醇酯)柔性襯底。3.根據權利要求1所述的一種大開路電壓納米異質結太陽能電池,其特征在于:所述的p-型半導體納米線(2)為p-型硒化鋅(ZnSe)納米線;所述的p-型半導體納米線(2)的直徑為150-250納米,長度為15-25微米,空...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:張希威孟丹湯振杰胡丹于鳳軍賈拴穩牛曉平
    申請(專利權)人:安陽師范學院
    類型:新型
    國別省市:河南;41

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