【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及太陽電池的，更具體地，特別涉及一種gaas/pedot:pss@cnt異質結太陽電池的其制備方法。
技術介紹
1、近年來，隨著碳中和理念的提出，綠色清潔能源的開發成為了社會關注的熱點。太陽能作為自然界中儲量最多的清潔能源，自然也就成了研究的重點。太陽電池作為利用太陽能的器件，其研究對于太陽能的開發利用具有重大意義。gaas是帶隙為1.42ev的直接帶隙半導體，與傳統的si相比，其具有理論效率更高、載流子遷移率高、抗輻射能力強等特點，憑借著這些優勢，gaas太陽電池得以在航空航天等領域被廣泛的應用。然而，如今常用的gaas太陽電池結構多為pn同質結型，其制備過程中需要分子束外延設備(molecular?beamepitaxy,mbe)和金屬有機化學氣相沉積設備(metal?organic?chemical?vapordeposition,mocvd)等設備和相關外延工藝，這些設備大都十分昂貴并且工藝成本也較為高昂，導致gaas太陽電池的成本居高不下。相比之下，異質結太陽電池則能有效解決這一問題。目前，基于pedot:pss或cnt空穴傳輸薄膜的高效有機雜化異質結太陽電池的開發，可實現器件制備工藝的簡化及其制備成本的大幅降低，并已得到廣泛研究和報道。太陽電池的結構除了上述廣泛使用的pn同質結外，還有異質結型。其結構是由半導體和其他透明導電材料所組成的，以此來實現載流子的定向輸運。這種異質結電池的制備工藝相較于pn同質結而言，省去了苛刻的高溫外延步驟，極大地降低成本。因此，開發出低成本，高性能的gaas異質結太陽電池成為
技術實現思路
1、本專利技術為克服上述現有技術所存在的問題和不足，主要提出了一種帶新型電子傳輸層的gaas/pedot:pss@cnt異質結太陽電池制備方法，在gaas襯底的背面蒸鍍zno層作為電子傳輸層，并且將pedot：pss與cnt結合，可以有效促進載流子遷移速率，提高載流子分離，提升器件性能。因此，此種結構的gaas/pedot:pss@cnt異質結太陽電池，對gaas異質結太陽電池的發展有重大意義。
2、本專利技術的目的通過以下技術步驟來實現：
3、一種帶新型電子傳輸層的gaas/pedot:pss@cnt異質結太陽電池，從下至上的結構依次為au背電極，zno電子傳輸層，gaas襯底，pedot:pss@cnt層和頂電極，其中所述pedot:pss@cnt層的pedot:pss是指一種有機聚合物，其中文全稱為聚3，4-乙烯二氧噻吩聚苯乙烯磺酸鹽，cnt是指碳納米管。該復合層是由pedot：pss溶液與cnt分散液通過超聲手段混合后旋涂制成的。
4、本專利技術中太陽電池的開路電壓為0.50～0.55v，電流密度為8.1～10.8ma/cm2,填充因子為62.1～66.7％，光電轉換效率為2.77～3.53％。
5、一種帶新型電子傳輸層的gaas/pedot:pss@cnt異質結太陽電池制備方法，包括如下步驟：
6、(1)采用電子束蒸發法在gaas襯底背面蒸鍍一層zno作為電子傳輸層；
7、(2)在zno薄膜表面蒸鍍一層au作為背電極；
8、(3)在gaas襯底表面制備pedot:pss@cnt薄膜；
9、(4)在pedot:pss@cnt表面蒸鍍一層包括ag、cr、ti、ni、au中的一種或幾種復合電極。
10、優選地，所述gaas襯底為n型摻雜。
11、優選地，步驟(3)中，pedot:pss@cnt薄膜的制備方法為旋涂法，轉速為3000-6000rpm，旋涂時間為10s-20s。
12、優選地，步驟(1)中，zno薄膜蒸鍍完成后，需要在真空條件下進行退火，退火溫度為350℃-400℃。
13、優選地，步驟(3)中，pedot:pss@cnt薄膜制備完成后，需要在真空條件下進行退火，退火溫度為120℃-150℃。
14、具體包括以下步驟：
15、(1)將gaas襯底按照需求進行裂片，分割成特定的尺寸，方便后續進行襯底的清洗和太陽電池器件的制備；
16、(2)將分割好的gaas襯底分別用異丙醇，乙醇和去離子水進行超聲清洗5分鐘，洗去表面的有機物，接著用質量分數10％的稀鹽酸除去gaas襯底表面的本征氧化物層；
17、(3)采用電子束蒸發法在gaas襯底背面蒸鍍一層zno作為電子傳輸層；
18、(4)在zno薄膜表面蒸鍍一層金屬作為背電極；
19、(5)將蒸鍍背電極的襯底送入退火爐中進行快速退火；
20、(6)在gaas襯底表面制備pedot:pss@cnt薄膜；
21、(7)在pedot:pss@cnt表面蒸鍍一層金屬作為頂電極。
22、上述方法步驟(1)中，gaas襯底分割的特定尺寸可以為0.5cm×0.5cm,0.7cm×0.7cm,1.0cm×1.0cm,1.5cm×1.5cm,2.0cm×2.0cm等多種不超過4cm2的正方形尺寸。
23、上述方法步驟(1)中，所述的gaas襯底為n型摻雜，摻雜濃度為2×1018cm-3。
24、上述方法步驟(3)中，的蒸鍍的zno薄膜厚度為20-50nm。
25、上述方法步驟(3)中，zno薄膜蒸鍍完成后，需要在真空條件下進行退火，退火溫度為350℃-400℃。
26、上述方法步驟(4)中，所使用的背電極金屬可以是au,pt,ni,ti等金屬中的一種或幾種的復合金屬。
27、上述方法步驟(4)中，所蒸鍍的背電極厚度為100-150nm。
28、上述方法步驟(4)中，所蒸鍍的背電極退火氛圍為氮氣氣氛，退火溫度為300-350℃，退火時間為30-60s。
29、上述方法步驟(6)中，所述的pedot:pss@cnt薄膜的pedot:pss是指一種有機聚合物，其中文全稱為聚3，4-乙烯二氧噻吩聚苯乙烯磺酸鹽，具體型號為cleviostmp?1000，cnt是指碳納米管。該復合層是由pedot：pss溶液與cnt分散液通過超聲手段混合后旋涂制成的。
30、上述方法步驟(6)中，所述的pedot:pss@cnt的溶液濃度為10mg/ml-30mg/ml本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種帶電子傳輸層的GaAs/PEDOT:PSS@CNT異質結太陽電池制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的帶電子傳輸層的GaAs/PEDOT:PSS@CNT異質結太陽電池制備方法，其特征在于，所述GaAs襯底為n型摻雜。
3.根據權利要求1所述的帶電子傳輸層的GaAs/PEDOT:PSS@CNT異質結太陽電池制備方法，其特征在于，步驟(3)中，PEDOT:PSS@CNT薄膜的制備方法為旋涂法，轉速為3000-6000rpm，旋涂時間為10s-20s。
4.根據權利要求1所述的帶電子傳輸層的GaAs/PEDOT:PSS@CNT異質結太陽電池制備方法，其特征在于，步驟(1)中，ZnO薄膜蒸鍍完成后，需要在真空條件下進行退火，退火溫度為350℃-400℃。
5.根據權利要求1所述的帶電子傳輸層的GaAs/PEDOT:PSS@CNT異質結太陽電池制備方法，其特征在于，步驟(3)中，PEDOT:PSS@CNT薄膜制備完成后，需要在真空條件下進行退火，退火溫度為120℃-150℃。
6.根據權利要求1所述
7.根據權利要求6所述的帶電子傳輸層的GaAs/PEDOT:PSS@CNT異質結太陽電池制備方法，其特征在于，PEDOT:PSS的溶液濃度為10mg/mL-30mg/mL,CNT分散液的濃度為1×10-3mg/ml～3×10-3mg/ml；PEDOT:PSS@CNT混合液中PEDOT：PSS溶液的體積分數30％～90％。
8.由權利要求1～7任一項所述制備方法制備得到一種帶電子傳輸層的GaAs/PEDOT:PSS@CNT異質結太陽電池。
9.根據權利要求8所述一種帶電子傳輸層的GaAs/PEDOT:PSS@CNT異質結太陽電池，其特征在于，所述太陽電池從下至上的結構依次為Au背電極，ZnO電子傳輸層，GaAs襯底，PEDOT:PSS@CNT層和頂電極。
10.根據權利要求8所述一種帶電子傳輸層的GaAs/PEDOT:PSS@CNT異質結太陽電池，其特征在于，所述太陽電池的開路電壓為0.50～0.55V，電流密度為8.1～10.8mA/cm2,填充因子為62.1～66.7％，光電轉換效率為2.77～3.53％。
...【技術特征摘要】
1.一種帶電子傳輸層的gaas/pedot:pss@cnt異質結太陽電池制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的帶電子傳輸層的gaas/pedot:pss@cnt異質結太陽電池制備方法，其特征在于，所述gaas襯底為n型摻雜。
3.根據權利要求1所述的帶電子傳輸層的gaas/pedot:pss@cnt異質結太陽電池制備方法，其特征在于，步驟(3)中，pedot:pss@cnt薄膜的制備方法為旋涂法，轉速為3000-6000rpm，旋涂時間為10s-20s。
4.根據權利要求1所述的帶電子傳輸層的gaas/pedot:pss@cnt異質結太陽電池制備方法，其特征在于，步驟(1)中，zno薄膜蒸鍍完成后，需要在真空條件下進行退火，退火溫度為350℃-400℃。
5.根據權利要求1所述的帶電子傳輸層的gaas/pedot:pss@cnt異質結太陽電池制備方法，其特征在于，步驟(3)中，pedot:pss@cnt薄膜制備完成后，需要在真空條件下進行退火，退火溫度為120℃-150℃。
6.根據權利要求1所述帶電子傳輸層的gaas/pedot:pss@cnt異質結太陽電池制備方法，其特征在于，步驟(3)中，pedot:pss@cnt薄膜層中的pedot:p...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李國強，郭超英，鄧曦，蔡宇凡，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。