稀土改性碳纳米管硅太阳能电池的制备方法

摘要

本发明公开了一种稀土改性碳纳米管晶硅太阳能电池的制备方法，该方法包括如下步骤：首先，对制好PN结的硅片进行表面羟基化处理，再浸入配制好的氨基硅烷溶液中，在基片表面组装氨基硅烷薄膜；其次，置入三氯氧化磷溶液中，在薄膜表面组装上磷酸基团；然后，将基片置入经稀土改性后的碳纳米管悬浮液，取出后清洗干净，烘干，得到表面沉积有稀土改性碳纳米管复合薄膜的硅片。利用PECVD技术在表面制作一层氮化硅减反射膜，然后印刷正、负电极，制成所述太阳能电池。本发明工艺简单、成本低，适合工业大规模生产，对环境无污染，同时，能很好的改善碳纳米管分散性以及与硅基体的界面结合力，制得高光电转化效率的硅太阳能电池。

主权项

一种稀土改性碳纳米管硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、首先，对制好PN结的硅片进行表面处理，取出后清洗干净，烘干；其次，将处理后的硅片浸入配置好的氨基硅烷溶液中，静置60～120min，在硅片表面组装氨基硅烷薄膜，取出后清洗干净，烘干；最后，将制得的硅片置入三氯氧磷溶液中浸泡2～4h，使硅片氨基硅烷薄膜表面组装上磷酸基团，取出后清洗干净，烘干；所述表面处理为将硅片浸入piranha溶液中，在烘箱内90℃下处理1～2h；所述piranha溶液为H₂SO₄与H₂O₂体积比为70:30的溶液；所述的氨基硅烷溶液为3‑氨基丙基‑三乙氧基硅烷的乙醇溶液，浓度为0.1～1.0mmol/L；所述的三氯氧磷溶液为，三氯氧磷浓度为0.1～0.2mol/L，2,3,5三甲基吡啶浓度为0.1～0.2mol/L，溶剂为氰化甲烷；步骤二、首先，在室温下，将碳纳米管浸入稀土改性剂中浸泡3～6h，过滤后烘干；将得到的碳纳米管按0.1～0.2mg/mL放入N,N‑二甲基甲酰胺中，超声波分散，得到稀土改性的碳纳米管悬浮液；其次，在20～60℃，将上一步制得的硅片置入经稀土改性后的碳纳米管悬浮液，静置2～24h，取出后清洗干净，烘干，得到表面沉积有稀土改性碳纳米管复合薄膜的硅片；所述的稀土改性剂的组分重量百分比为：稀土化合物0.1～2％、乙醇95～99.7％、乙二胺四乙酸0.05～0.5％、氯化铵0.1～1％、硝酸0.02～0.5％、尿素0.03～1％，pH＝5～6；所述稀土化合物为氯化镧、氯化铈、氧化镧或氧化铈中的一种；步骤三、利用等离子增强型化学气相沉积技术，采用低温等离子体作能量源；将表面沉积有稀土改性碳纳米管复合薄膜的硅片置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电使硅片升温到450℃，然后通入反应气体SiH₄和NH₃，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在硅片表面形成固态减反射膜；步骤四、在表面沉积有减反射膜的硅片上表面制作正电极，在表面沉积有减反射膜的硅片下表面制作负电极；经烧结炉快速烧结，得到硅太阳能电池；所述硅片为单晶硅片或多晶硅片；所述碳纳米管为单壁纳米管、双壁纳米管或多壁碳纳米管。