一种基于多级原位热处理的无机太阳能电池及其制备方法

技术领域

本发明属于无机薄膜光伏发电领域，具体的涉及一种基于多级原位热处理的无机太阳能电池及其制备方法。

背景技术

由于严峻的能源形势和紧迫的能源技术革新，太阳能电池行业得到迅速发展，其中薄膜太阳能电池在太阳能电池市场上具有巨大的潜力。薄膜太阳能电池是由几种不同的半导体、金属氧化物和金属材料叠加而成的异质结器件，由于其光电转换效率较高且制备过程简单，引起了人们的注意。薄膜太阳能电池大致有无机薄膜太阳能电池和有机薄膜太阳能电池，相对于有机薄膜太阳能电池，无机薄膜太阳能电池稳定性良好，寿命长，材料供应来源广，具有较大的研究价值和商业价值，在地面阳光发电和空间微小卫星动力电源方面具有较大的前景。

Sb

发明内容

本发明的目的在于：如何提供一种基于多级原位热处理法的Sb

本发明采用的技术方案如下：一种基于多级原位热处理的无机太阳能电池，所述无机太阳能电池采用正置结构，从下到上依次为衬底，透明导电电极ITO，CdS缓冲层，Sb

本发明对Sb

优选地，所述Sb

优选地，Sb

优选地，所述CdS缓冲层主要由氯化镉、硫脲配置的前驱体溶液经水浴法制备而成，厚度范围为50～120nm。例如，所述前驱体溶液中氯化镉、硫脲按Sb

优选地，所述金属电极为Au，金属电极薄膜厚度为60nm。

本发明的另外一个目的是提供一种基于多级原位热处理的无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)对由衬底及透明导电电极ITO所组成的基板进行清洗，后烘干；

2)将烘干后的基板放入配置好的前驱体溶液中，由化学水浴法制备CdS缓冲层薄膜；

3)在真空度为3×10

4)真空度在20Pa以下的条件下，对Sb

5)在真空度为3×10

优选地，步骤2)中水浴温度在80-90℃，时间为30-40min。

优选地，步骤3)中近空间升华法的蒸发温度范围在700-850℃，基板温度范围在300-350℃，时间范围为4-5min。

优选地，步骤4)中Sb

优选地，所述步骤4中Sb

4-1)在真空度为3×10

4-2)以30ml·min

4-3)以30ml·min

与现有的技术相比本发明的有益效果是：

1)与传统的热处理方法相比，本发明采用原位热处理可以避免冷却和再加热过程，使Sb

2)本发明在原位热处理的基础上进一步的协同应用多级原位处理，即在硒化氢与硫化氢气氛中进行热退火处理，向Sb

3)本发明采用近空间升华技术让Sb

附图说明

图1是本发明的一种基于多级原位热处理的Sb

图中标记为：1-衬底，2-透明导电电极ITO，3-CdS缓冲层，4-Sb

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

以下实施例中所用的试剂均为市售；实施例中所用衬底的厚度1mm，长宽分别为50mm，40mm。

实施例1(对照组)

一种无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)对表面粗糙度小于1nm的由透明衬底及透明导电电极ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；

2)在透明洗净的基板上水浴制备CdS缓冲层。先配置前驱体溶液，称取一定比例的CdCl

3)在真空度为3×10

4)在真空度为3×10

在标准测试条件下：AM 1.5,100mW·cm

实施例2

一种基于多级原位热处理的无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)对表面粗糙度小于1nm的由透明衬底及透明导电电极ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；

2)在透明洗净的基板上水浴制备CdS缓冲层：先配置前驱体溶液，称取一定比例的CdCl

3)在真空度为3×10

4)在真空度为3×10

5)在真空度为3×10

在标准测试条件下：AM 1.5，100mW·cm

实施例3

一种基于多级原位热处理的无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)对表面粗糙度小于1nm的由透明衬底及透明导电电极ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；

2)在透明洗净的基板上水浴制备CdS缓冲层：先配置前驱体溶液，称取一定比例的CdCl

3)在真空度为3×10

4)在真空度为3×10

5)向真空腔内通入H

6)在真空度为3×10

在标准测试条件下：AM 1.5,100mW·cm

实施例4

一种基于多级原位热处理的无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)对表面粗糙度小于1nm的由透明衬底及透明导电电极ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；

2)在透明洗净的基板上水浴制备CdS缓冲层：先配置前驱体溶液，称取一定比例的CdCl

3)在真空度为3×10

4)在真空度为3×10

5)向真空腔内通入H

6)在真空度为3×10

在标准测试条件下：AM 1.5,100mW·cm

实施例5

一种基于多级原位热处理的无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)对表面粗糙度小于1nm的由透明衬底及透明导电电极ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；

2)在透明洗净的基板上水浴制备CdS缓冲层：先配置前驱体溶液，称取一定比例的CdCl

3)在真空度为3×10

4)在真空度为3×10

5)向真空腔内通入H

6)向真空腔内通入H

7)在真空度为3×10

在标准测试条件下：AM 1.5,100mW·cm

实施例6

一种采用管式炉热处理的无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)对表面粗糙度小于1nm的由透明衬底及透明导电电极ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；

2)在透明洗净的基板上水浴制备CdS缓冲层。先配置前驱体溶液，称取一定比例的CdCl

3)在真空度为3×10

4)将基板取出后，在管式炉中，真空度为3×10

5)在真空度为3×10

在标准测试条件下：AM 1.5,100mW·cm

实施例7

一种管式炉中多级热处理的无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)对表面粗糙度小于1nm的由透明衬底及透明导电电极ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；

2)在透明洗净的基板上水浴制备CdS缓冲层：先配置前驱体溶液，称取一定比例的CdCl

3)在真空度为3×10

4)将基板取出后，在管式炉中，真空度为3×10

5)向真空腔内通入H

6)向真空腔内通入H

7)在真空度为3×10

在标准测试条件下：AM 1.5,100mW·cm

表1无机太阳能电池器性能参数

从表1可以看出：通过一种基于多级原位热处理工艺制备的Sb

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。