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专利号: 201910863823X
申请人: 长沙理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池,其特征在于,该太阳能电池结构从下至上依次包括透明导电衬底、电子传输层、吸光层和金属电极,所述吸光层为Mg掺杂Sb2S3薄膜。

2.根据权利要求1所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池,其特征在于,所述Mg掺杂Sb2S3薄膜中,所述Mg的掺杂摩尔量为1%~5%。

3.根据权利要求1或2所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池,其特征在于,所述透明导电衬底为ITO、FTO、或AZO中的任一种;所述电子传输层为ZnO薄膜;所述金属电极为Au或Ag。

4.基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)清洗氧化物透明导电衬底并烘干;

(2)电子传输层的制备:制备ZnO前驱体溶胶,再在透明导电衬底上均匀旋涂ZnO前驱体溶胶,然后于马弗炉中进行煅烧,获得电子传输层;

(3)吸光层的制备:将含Mg元素的Sb2S3前驱体液旋涂在电子传输层上,然后进行加热使前驱体液发生反应生成Mg掺杂Sb2S3薄膜;重复旋涂与加热反应步骤以调节生成的Mg掺杂Sb2S3薄膜的厚度;再在惰性气体环境下,经退火处理使Mg掺杂Sb2S3薄膜结晶,得到无机吸光层;

(4)电极的制备:在无机吸光层表面蒸镀金属电极。

5.根据权利要求4所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,所述含Mg元素的Sb2S3前驱体液的配制方法为:将氯化锑溶解于乙二醇甲醚中,进行搅拌,然后将硫脲加入氯化锑的乙二醇甲醚溶液中,继续搅拌直至得到浅黄色溶胶,再加入MgCl2,并搅拌,得到含Mg元素的前驱体液。

6.根据权利要求5所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,在滴入MgCl2前,还包括向浅黄色溶胶中加入硫代乙酰胺,并进行搅拌;加入了硫代乙酰胺的浅黄色溶胶中,所述硫代乙酰胺的浓度为0.07~0.33mol/L;所述搅拌的时间为30~

60min。

7.根据权利要求5所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,待氯化锑溶解于乙二醇甲醚后,所述氯化锑的浓度为0.1~0.8mol/L;加入硫脲后,氯化锑∶硫脲的摩尔浓度比为1∶1~1∶1.8。

8.根据权利要求4~7任一项所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述含Mg元素的前驱体液中,按摩尔比计,Mg∶(Mg+Sb)为1%~5%。

9.根据权利要求4~7任一项所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述加热的温度为100℃~150℃,反应时间为1~5min;所述退火的温度为270~320℃,退火时间为10~15min。

10.根据权利要求4~7任一项所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述煅烧的温度为400~600℃,时间为20~60min。