一种基于二硫化钼的肖特基异质结太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于二硫化钼的肖特基太阳电池的制备方法，利用金属钯与二硫化钼形成肖特基异质结，在石英衬底上制备薄膜太阳能电池。纳米层状二硫化钼薄膜的制备采用化学气相沉积法实现，金属钯薄膜采用磁控溅射法实现，钯薄膜作为背电极，金属钛/金叠层薄膜通过热蒸发方法在二硫化钼薄膜上沉积作为上电极。这种基于二硫化钼的肖特基异质结太阳能电池光电转换效率高，制备方法简单易行，成本低，具有广泛应用前景。

主权项

一种基于二硫化钼的肖特基结太阳能电池的制备方法，其特征在于，利用磁控溅射技术在石英片上沉积一层金属钯薄膜，经退火后再利用化学气相沉积法在钯上面生长二硫化钼薄膜，形成肖特基异质结，最后制备上电极，包括下述步骤：清洗石英片，采用丙酮溶液对石英片进行超声清洗后去除石英片表面的有机污垢，并采用酒精对所述石英片进行超声清洗后去除所述石英片表面的丙酮；（2）利用射频磁控溅射在石英片表面沉积一层金属钯薄膜；磁控溅射的本底真空度为3×10^‑4 Pa~6.0×10^‑4 Pa靶材与衬底距离为10cm，射频功率为80W~250W，氩气作为工作气体，流量为90sccm~150sccm，工作气压为1.5Pa~5Pa，溅射时间为15min~40min；（3）为了使沉积钯薄膜表面更加平整，改善钯薄膜的界面，将上述制备的钯薄膜在通氩气条件下进行退火处理，其中退火温度为300~500℃，退火时间为20min~40min；所得试样记为A；（4）用石英舟盛1g~5g纯度为99.99%的三氧化钼粉末置于退火炉中心区域，将试样A有钯薄膜的一面朝下，放于装有三氧化钼粉末的石英舟上方；在石英管入气口附近用另一石英舟盛2g~10g的纯度为99.9%的硫粉；升温前，先以200sccm的流量通入氩气20min以排除石英管内的空气，升温时以50~150sccm的流量通入氩气作为保护气；在20min左右将退火炉中心升温至550℃，然后在20~60min内，将退火炉升温至700~900℃，其中硫粉处温度在110℃左右；保持5min~25min后，停止加热自然冷却，在钯薄膜上生长形成二硫化钼薄膜，其厚度为15nm~50nm；（5）利用热蒸发方法在所述二硫化钼上制备Au/Ti复合电极；（6）对经上述步骤形成的电池进行退火处理，退火温度为300~500℃，退火时间为20~40min。