一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明是公開了一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池及制備方法。其包括襯底層、p?型半導(dǎo)體納米線、金電極、鈍化層、n?型半導(dǎo)體薄膜、鈦電極。首先將p?型半導(dǎo)體納米線轉(zhuǎn)移至襯底層上；然后使用光刻技術(shù)和磁控濺射法在p?型半導(dǎo)體納米線的一端之上沉積金電極；接著采用光刻技術(shù)和原子層沉積法在p?型半導(dǎo)體納米線的另一端之上沉積鈍化層；再利用原子層沉積法在鈍化層之上沉積n?型半導(dǎo)體薄膜；最后使用磁控濺射法在n?型半導(dǎo)體薄膜之上沉積鈦電極。本發(fā)明采用納米異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，通過(guò)材料的選擇、結(jié)構(gòu)和工藝的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了開路電壓達(dá)1V以上的大開路電壓太陽(yáng)能電池。
【專利說(shuō)明】
一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及納米太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池及制備方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]世界常規(guī)能源供應(yīng)短缺危機(jī)日益嚴(yán)重，化石能源的大量開發(fā)利用已成為造成自然環(huán)境污染和人類生存環(huán)境惡化的主要原因之一，尋找新興能源已成為世界熱點(diǎn)問(wèn)題。在各種新能源中，太陽(yáng)能光伏發(fā)電具有無(wú)污染、可持續(xù)、總量大、分布廣、應(yīng)用形式多樣等優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國(guó)的高度重視。
[0003]開路電壓是表征太陽(yáng)能電池的重要參數(shù)。大開路電壓是獲得高轉(zhuǎn)換效率的基礎(chǔ)，大開路電壓可以促進(jìn)高能光子的吸收從而提高對(duì)太陽(yáng)光的利用率。另外，大開路電壓是大輸出電壓的基礎(chǔ)，這使得大開路電壓太陽(yáng)能電池有諸多特殊應(yīng)用，如太陽(yáng)能手機(jī)充電器等。對(duì)于太陽(yáng)能電池組件來(lái)說(shuō)，大開路電壓可以減少串聯(lián)器件數(shù)量，從而縮小電池體積，更容易實(shí)現(xiàn)輕便型太陽(yáng)能電池的制造。
[0004]但是目前各種太陽(yáng)能電池的開路電壓都明顯偏低。第一代太陽(yáng)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(bào)道的非晶硅電池最高只為0.85V。第二代薄膜太陽(yáng)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IV和0.85V，銅銦砸化物和銅銦鎵砸化物電池則只有0.7V左右。第三代中的染料敏化太陽(yáng)能電池只有0.73V左右。由此可見，長(zhǎng)期的研發(fā)投入并未使上述各類電池開路電壓低的缺點(diǎn)得以改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池及制備方法，旨在獲得具有大開路電壓的納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，其特征在于:包括襯底層(I)，所述襯底層(I)之上設(shè)有P-型半導(dǎo)體納米線(2)，所述P-型半導(dǎo)體納米線(2)的一端之上設(shè)有金電極(3)，所述ρ-型半導(dǎo)體納米線(2)的另一端之上設(shè)有鈍化層
(4)，所述鈍化層(4)之上設(shè)有η-型半導(dǎo)體薄膜(5)，所述η-型半導(dǎo)體薄膜(5)之上設(shè)有鈦電極(6)0
[0007]作為優(yōu)選，所述襯底層(I)為石英玻璃、帶有氧化層的硅片、藍(lán)寶石襯底或者PET(Polyethylene terephthalate，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)柔性襯底。
[0008]作為優(yōu)選，所述的ρ-型半導(dǎo)體納米線(2)為ρ-型砸化鋅(ZnSe)納米線;所述的ρ-型半導(dǎo)體納米線(2)的直徑為150-250納米，長(zhǎng)度為15-25微米，空穴濃度為1018-1019cm—3;所述的P-型半導(dǎo)體納米線(2)在襯底層(I)之上呈水平陣列排布，ρ-型半導(dǎo)體納米線平行間隔為1-5微米。
[0009]作為優(yōu)選，所述金電極(3)厚度為50-100納米。
[0010]作為優(yōu)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ρ-型半導(dǎo)體納米線(2)的一端均勻包裹。
[0011]作為優(yōu)選，所述η-型半導(dǎo)體薄膜(5)為η-型硫化鎘(CdS)薄膜;所述η-型半導(dǎo)體薄膜(5)的厚度為40-100納米。
[0012]作為優(yōu)選，所述鈦電極(6)的厚度為20-40納米。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的制備方法包括如下步驟:
[0014]I)將ρ-型半導(dǎo)體納米線轉(zhuǎn)移至襯底層上，使之呈水平陣列排布；
[0015]2)將襯底層表面涂抹光刻膠后放置于光刻機(jī)中，通過(guò)曝光和顯影使ρ-型半導(dǎo)體納米線一端裸露，再將此襯底層放置于磁控濺射儀中，在P-型半導(dǎo)體納米線裸露的一端之上沉積金電極，最后將所述的襯底層放置于丙酮溶劑中，使光刻膠溶解，得到一端沉積有金電極的P-型半導(dǎo)體納米線；
[0016]3)再次在襯底層表面涂抹光刻膠后放置于光刻機(jī)中，通過(guò)曝光和顯影使ρ-型半導(dǎo)體納米線的另一端裸露，然后將此襯底層放置于原子層沉積設(shè)備中，在P-型半導(dǎo)體納米線裸露的一端之上沉積鈍化層；
[0017]4)使用原子層沉積法在鈍化層之上沉積η-型半導(dǎo)體薄膜:
[0018]4a)把步驟3)中的襯底層放置于原子層沉積的反應(yīng)腔內(nèi)，密閉反應(yīng)腔并將腔內(nèi)壓力抽至小于10—4Pa,并加熱使腔體內(nèi)溫度保持為130°C;
[0019]4b)以硫代乙酰胺(H3CCSNH2)粉末和液態(tài)二甲基鎘Cd(CH3)2為前驅(qū)體，以氮?dú)鉃檩d氣和凈化氣，并使用加熱套將硫代乙酰胺加熱至I10C;
[0020]4c)通入硫代乙酰胺前驅(qū)體，在鈍化層表面形成S的第一單層;然后通入氮?dú)鉀_洗后由機(jī)械栗抽取走殘余前驅(qū)體和氮?dú)猓?br>[0021]4d)通入二甲基鎘，在上文所述的第一單層上形成Cd的第二單層，第一單層與第二單層形成S-Cd鍵;通入氮?dú)鉀_洗后由機(jī)械栗抽取走殘余前驅(qū)體和氮?dú)猓?br>[0022]4e)依次重復(fù)步驟4c)和4d)，重復(fù)次數(shù)為600-1500次，完成η-型半導(dǎo)體薄膜的沉積；
[0023]5)將步驟4)中的襯底層放置于磁控濺射儀中，在η-型半導(dǎo)體薄膜之上沉積鈦電極；
[0024]6)將步驟5)中襯底層放置于丙酮溶劑中，使光刻膠溶解；
[0025]7)將步驟6)中襯底層放置于快速退火爐中，密閉爐腔并將腔內(nèi)壓力抽至小于10—3Pa，快速升溫至300-400°C，完成快速退火，其中，快速升溫時(shí)間為60-120秒，退火溫度為300-400 °C，退火時(shí)間為3-6分鐘。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益結(jié)果:
[0027]本發(fā)明中，選取具有優(yōu)良光電性質(zhì)且具有寬帶隙結(jié)構(gòu)的ρ-型砸化鋅納米線和η-型硫化鎘薄膜，兩者構(gòu)建出具有大內(nèi)建電勢(shì)差的納米異質(zhì)結(jié);本發(fā)明中，采取在P-型半導(dǎo)體納米線和η-型半導(dǎo)體薄膜之間置入鈍化層，以及對(duì)納米異質(zhì)結(jié)進(jìn)行快速退火處理，上述措施可以有效減少納米異質(zhì)結(jié)界面缺陷態(tài)數(shù)量，進(jìn)而降低納米異質(zhì)結(jié)結(jié)區(qū)漏電流以提高器件的開路電壓;上述納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的開路電壓可達(dá)IV以上，最高可達(dá)1.5V。
【附圖說(shuō)明】
:
[0028]圖1是本發(fā)明橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是本發(fā)明縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3是本發(fā)明的制作工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0031]參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明包括襯底層(l)、p-型半導(dǎo)體納米線(2)、金電極(3)、鈍化層
(4)、n-型半導(dǎo)體薄膜(5)、鈦電極(6)，其中襯底層(I)之上設(shè)有ρ-型半導(dǎo)體納米線(2)，所述P-型半導(dǎo)體納米線(2)的一端之上設(shè)有金電極(3)，所述ρ-型半導(dǎo)體納米線(2)的另一端之上設(shè)有鈍化層(4)，所述鈍化層(4)之上設(shè)有η-型半導(dǎo)體薄膜(5)，所述η-型半導(dǎo)體薄膜(5)之上設(shè)有鈦電極(6)。所述襯底層(I)為石英玻璃、帶有氧化層的硅片、藍(lán)寶石襯底或者PET柔性襯底;所述P-型半導(dǎo)體納米線(2)為P-型砸化鋅(ZnSe)納米線，其直徑為150-250納米，長(zhǎng)度為15-25微米，空穴濃度為118-1O19Cnf3;所述ρ-型半導(dǎo)體納米線⑵在襯底層(I)之上呈水平陣列排布，P-型半導(dǎo)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⑷為氮化硅(Si3N4)或氧化鋁(Al2O3)層，厚度為4-8納米;所述η-型半導(dǎo)體薄膜(5)為η-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。
[0032]以下給出制作一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的三個(gè)實(shí)施例:
[0033]實(shí)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，η-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(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。
[0034]參照?qǐng)D3，本實(shí)施例的制作步驟如下:
[0035]I)將直徑為150-250納米，長(zhǎng)度為15-25微米，空穴濃度為118-1O19Cnf3的ρ-型砸化鋅納米線轉(zhuǎn)移至襯底層上，P-型砸化鋅納米線在襯底層上呈水平陣列排布，納米線平行間隔為1-5微米；
[0036]2)將襯底層表面涂抹光刻膠后放置于光刻機(jī)中，通過(guò)曝光和顯影使ρ-型半導(dǎo)體納米線一端裸露，再將此襯底層放置于磁控濺射儀中，在P-型砸化鋅納米線裸露的一端之上沉積厚度為50納米的金電極，最后將所述的襯底層放置于丙酮溶劑中，使光刻膠溶解，得到一端沉積有金電極的P-型砸化鋅納米線；
[0037]3)再次在襯底層表面涂抹光刻膠后放置于光刻機(jī)中，通過(guò)曝光和顯影使ρ-型砸化鋅納米線的另一端裸露，然后將此襯底層放置于原子層沉積設(shè)備中，在P-型砸化鋅納米線裸露的一端之上沉積厚度為4納米的氮化硅鈍化層；
[0038]4)使用原子層沉積法在鈍化層之上沉積η-型硫化鎘薄膜:
[0039]4a0把步驟3)中的襯底層放置于原子層沉積的反應(yīng)腔內(nèi)，密閉反應(yīng)腔并將腔內(nèi)壓力抽至小于10—4Pa,并加熱使腔體內(nèi)溫度保持為130°C;
[0040]4b)以硫代乙酰胺(H3CCSNH2)粉末和液態(tài)二甲基鎘Cd(CH3)2為前驅(qū)體，以氮?dú)鉃檩d氣和凈化氣，并使用加熱套將硫代乙酰胺加熱至I10C;
[0041]4c)通入硫代乙酰胺前驅(qū)體，在氮化硅鈍化層表面形成S的第一單層;然后通入氮?dú)鉀_洗后由機(jī)械栗抽取走殘余前驅(qū)體和氮?dú)猓?br>[0042]4d)通入二甲基鎘，在上文所述的第一單層上形成Cd的第二單層，第一單層與第二單層形成S-Cd鍵;通入氮?dú)鉀_洗后由機(jī)械栗抽走殘余前驅(qū)體和氮?dú)猓?br>[0043]4e)依次重復(fù)步驟4c)和4d)，重復(fù)次數(shù)為680次，完成厚度為45納米的n_型硫化鎘薄膜的沉積；
[0044]5)將步驟4)中的襯底層放置于磁控濺射儀中，在η-型硫化鎘薄膜之上沉積厚度為20納米的鈦電極；
[0045]6)將步驟5)中襯底層放置于丙酮溶劑中，使光刻膠溶解；
[0046]7)將步驟6)中襯底層放置于快速退火爐中，密閉爐腔并將腔內(nèi)壓力抽至小于10—3Pa，快速升溫至350°C，完成快速退火，其中，快速升溫時(shí)間為90秒，退火溫度為350°C，退火時(shí)間為5分鐘。
[0047]完成上述大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的制備后，將其在標(biāo)準(zhǔn)模擬光源下測(cè)試可得其開路電壓為1.3V、轉(zhuǎn)換效率為5.27%。
[0048]實(shí)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，η-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(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。
[0049]參照?qǐng)D3，本實(shí)施例的制作步驟如下:
[0050]I)將直徑為150-250納米，長(zhǎng)度為15-25微米，空穴濃度為1018-1019cm-3的ρ-型砸化鋅納米線轉(zhuǎn)移至襯底層上，P-型砸化鋅納米線在襯底層上呈水平陣列排布，納米線平行間隔為1-5微米；
[0051]2)將襯底層表面涂抹光刻膠后放置于光刻機(jī)中，通過(guò)曝光和顯影使ρ-型半導(dǎo)體納米線一端裸露，再將此襯底層放置于磁控濺射儀中，在P-型砸化鋅納米線裸露的一端之上沉積厚度為70納米的金電極，最后將所述的襯底層放置于丙酮溶劑中，使光刻膠溶解，得到一端沉積有金電極的P-型砸化鋅納米線；
[0052]3)再次在襯底層表面涂抹光刻膠后放置于光刻機(jī)中，通過(guò)曝光和顯影使ρ-型砸化鋅納米線的另一端裸露，然后將此襯底層放置于原子層沉積設(shè)備中，在P-型砸化鋅納米線裸露的一端之上沉積厚度為6納米的氧化鋁鈍化層；
[0053]4)使用原子層沉積法在鈍化層之上沉積η-型硫化鎘薄膜:
[0054]4a)把步驟3)中的襯底層放置于原子層沉積的反應(yīng)腔內(nèi)，密閉反應(yīng)腔并將腔內(nèi)壓力抽至小于10—4Pa,并加熱使腔體內(nèi)溫度保持為130°C;
[0055]4b)以硫代乙酰胺(H3CCSNH2)粉末和液態(tài)二甲基鎘Cd(CH3)2為前驅(qū)體，以氮?dú)鉃檩d氣和凈化氣，并使用加熱套將硫代乙酰胺加熱至I10C;
[0056]4c)通入硫代乙酰胺前驅(qū)體，在氧化鋁鈍化層表面形成S的第一單層;然后通入氮?dú)鉀_洗后由機(jī)械栗抽取走殘余前驅(qū)體和氮?dú)猓?br>[0057]4d)通入二甲基鎘，在上文所述的第一單層上形成Cd的第二單層，第一單層與第二單層形成S-Cd鍵;通入氮?dú)鉀_洗后由機(jī)械栗抽走殘余前驅(qū)體和氮?dú)猓?br>[0058]4e)依次重復(fù)步驟4c)和4d)，重復(fù)次數(shù)為900次，完成厚度為60納米的n_型硫化鎘薄膜的沉積；
[0059]5)將步驟4)中的襯底層放置于磁控濺射儀中，在η-型硫化鎘薄膜之上沉積厚度為30納米的鈦電極；
[0060]6)將步驟5)中襯底層放置于丙酮溶劑中，使光刻膠溶解；
[0061]7)將步驟6)中襯底層放置于快速退火爐中，密閉爐腔并將腔內(nèi)壓力抽至小于10—3Pa，快速升溫至400 0C，完成快速退火，其中，快速升溫時(shí)間為120秒，退火溫度為400 V，退火時(shí)間為6分鐘。
[0062]完成上述大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的制備后，將其在標(biāo)準(zhǔn)模擬光源下測(cè)試可得其開路電壓為I.5V、轉(zhuǎn)換效率為4.70%。
[0063]實(shí)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，η-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(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。
[0064]參照?qǐng)D3，本實(shí)施例的制作步驟如下:
[0065]I)將直徑為150-250納米，長(zhǎng)度為15-25微米，空穴濃度為118-1O19Cnf3的ρ-型砸化鋅納米線轉(zhuǎn)移至襯底層上，P-型砸化鋅納米線在襯底層上呈水平陣列排布，納米線平行間隔為1-5微米；
[0066]2)將襯底層表面涂抹光刻膠后放置于光刻機(jī)中，通過(guò)曝光和顯影使ρ-型半導(dǎo)體納米線一端裸露，再將此襯底層放置于磁控濺射儀中，在P-型砸化鋅納米線裸露的一端之上沉積厚度為90納米的金電極，最后將所述的襯底層放置于丙酮溶劑中，使光刻膠溶解，得到一端沉積有金電極的P-型砸化鋅納米線；
[0067]3)再次在襯底層表面涂抹光刻膠后放置于光刻機(jī)中，通過(guò)曝光和顯影使ρ-型砸化鋅納米線的另一端裸露，然后將此襯底層放置于原子層沉積設(shè)備中，在P-型砸化鋅納米線裸露的一端之上沉積厚度為8納米的氮化硅鈍化層；
[0068]4)使用原子層沉積法在鈍化層之上沉積η-型硫化鎘薄膜:
[0069]4a)把步驟3)中的襯底層放置于原子層沉積的反應(yīng)腔內(nèi)，密閉反應(yīng)腔并將腔內(nèi)壓力抽至小于10—4Pa,并加熱使腔體內(nèi)溫度保持為130°C;
[0070]4b)以硫代乙酰胺(H3CCSNH2)粉末和液態(tài)二甲基鎘Cd(CH3)2為前驅(qū)體，以氮?dú)鉃檩d氣和凈化氣，并使用加熱套將硫代乙酰胺加熱至I10C;
[0071]4c)通入硫代乙酰胺前驅(qū)體，在氮化硅鈍化層表面形成S的第一單層;然后通入氮?dú)鉀_洗后由機(jī)械栗抽取走殘余前驅(qū)體和氮?dú)猓?br>[0072]4d)通入二甲基鎘，在上文所述的第一單層上形成Cd的第二單層，第一單層與第二單層形成S-Cd鍵;通入氮?dú)鉀_洗后由機(jī)械栗抽走殘余前驅(qū)體和氮?dú)猓?br>[0073]4e)依次重復(fù)步驟4c)和4d)，重復(fù)次數(shù)為1200次，完成厚度為80納米的η-型硫化鎘薄膜的沉積；
[0074]5)將步驟4)中的襯底層放置于磁控濺射儀中，在η-型硫化鎘薄膜之上沉積厚度為35納米的鈦電極；
[0075]6)將步驟5)中襯底層放置于丙酮溶劑中，使光刻膠溶解；
[0076]7)將步驟6)中襯底層放置于快速退火爐中，密閉爐腔并將腔內(nèi)壓力抽至小于10—3Pa，快速升溫至300°C，完成快速退火，其中，快速升溫時(shí)間為60秒，退火溫度為300°C，退火時(shí)間為4分鐘。
[0077]完成上述大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的制備后，將其在標(biāo)準(zhǔn)模擬光源下測(cè)試可得其開路電壓為1.05V、轉(zhuǎn)換效率為3.40%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，其特征在于:包括襯底層(I)，所述襯底層(I)之上設(shè)有P-型半導(dǎo)體納米線(2)，所述P-型半導(dǎo)體納米線(2)的一端之上設(shè)有金電極(3)，所述P-型半導(dǎo)體納米線(2)的另一端之上設(shè)有鈍化層(4)，所述鈍化層(4)之上設(shè)有n-型半導(dǎo)體薄膜(5)，所述η-型半導(dǎo)體薄膜(5)之上設(shè)有鈦電極(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述襯底層(I)為石英玻璃、帶有氧化層的硅片、藍(lán)寶石襯底或者PET (Po Iyethyleneterephthalate，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)柔性襯底。3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述的P-型半導(dǎo)體納米線(2)為P-型砸化鋅(ZnSe)納米線;所述的P-型半導(dǎo)體納米線(2)的直徑為150-250納米，長(zhǎng)度為15-25微米，空穴濃度為1018-1019cm—3;所述的p_型半導(dǎo)體納米線(2)在襯底層(I)之上呈水平陣列排布，P-型半導(dǎo)體納米線平行間隔為1-5微米。4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述金電極(3)厚度為50-100納米。5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，其特征在于: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(dǎo)體納米線(2)的一端均勻包裹。6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述η-型半導(dǎo)體薄膜(5)為η-型硫化鎘(CdS)薄膜;所述η-型半導(dǎo)體薄膜(5)的厚度為40-100納米。7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述鈦電極(6)的厚度為20-40納米。8.—種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的制備方法，包括如下步驟: 1)將P-型半導(dǎo)體納米線轉(zhuǎn)移至襯底層上，使之呈水平陣列排布； 2)將襯底層表面涂抹光刻膠后放置于光刻機(jī)中，通過(guò)曝光和顯影使P-型半導(dǎo)體納米線一端裸露，再將此襯底層放置于磁控濺射儀中，在P-型半導(dǎo)體納米線裸露的一端之上沉積金電極，最后將所述的襯底層放置于丙酮溶劑中，使光刻膠溶解，得到一端沉積有金電極的ρ-型半導(dǎo)體納米線； 3)再次在襯底層表面涂抹光刻膠后放置于光刻機(jī)中，通過(guò)曝光和顯影使P-型半導(dǎo)體納米線的另一端裸露，然后將此襯底層放置于原子層沉積設(shè)備中，在P-型半導(dǎo)體納米線裸露的一端之上沉積鈍化層； 4)使用原子層沉積法在鈍化層之上沉積η-型半導(dǎo)體薄膜: 4a)把步驟3)中的襯底層放置于原子層沉積的反應(yīng)腔內(nèi)，密閉反應(yīng)腔并將腔內(nèi)壓力抽至小于10—4Pa,并加熱使腔體內(nèi)溫度保持為130°C; 4b)以硫代乙酰胺(H3CCSNH2)粉末和液態(tài)二甲基鎘Cd(CH3)2為前驅(qū)體，以氮?dú)鉃檩d氣和凈化氣，并使用加熱套將硫代乙酰胺加熱至110°C ; 4c)通入硫代乙酰胺前驅(qū)體，在鈍化層表面形成S的第一單層;然后通入氮?dú)鉀_洗后由機(jī)械栗抽取走殘余前驅(qū)體和氮?dú)猓?4d)通入二甲基鎘，在上文所述的第一單層上形成Cd的第二單層，第一單層與第二單層形成S-Cd鍵;通入氮?dú)鉀_洗后由機(jī)械栗抽取走殘余前驅(qū)體和氮?dú)猓? 4e)依次重復(fù)步驟4c)和4d)，完成η-型半導(dǎo)體薄膜的沉積； 5)將步驟4)中的襯底層放置于磁控濺射儀中，在η-型半導(dǎo)體薄膜之上沉積鈦電極； 6)將步驟5)中襯底層放置于丙酮溶劑中，使光刻膠溶解； 7)將步驟6)中襯底層放置于快速退火爐中，密閉爐腔并將腔內(nèi)壓力抽至小于10—￥&，快速升溫至300-400 °C，完成快速退火。9.如權(quán)利要求8所述的一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于步驟4e)中所述的依次重復(fù)步驟4c)和4d)的次數(shù)為600-1500次。10.如權(quán)利要求8所述的一種大開路電壓納米異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于步驟7)所述的快速升溫時(shí)間為60-120秒，退火溫度為300-400 °C，退火時(shí)間為3-6分鐘。
【文檔編號(hào)】H01L31/0445GK106057931SQ201610543913
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月5日
【發(fā)明人】張希威, 孟丹, 湯振杰, 胡丹, 于鳳軍, 賈拴穩(wěn), 牛曉平
【申請(qǐng)人】安陽(yáng)師范學(xué)院