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一種制備鈣鈦礦太陽能電池空穴傳輸層用鈷氧化物薄膜的方法與流程

文檔序號:12614492閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種鈣鈦礦太陽能電池空穴傳輸層用鈷氧化物薄膜的制備方法,其特征在于,包括:以金屬鈷作為第一靶材、以氬氣和氧氣作為濺射氣體,采用直流磁控共濺射法在基底表面沉積鈷氧化物薄膜;其中,施加于所述第一靶材上的直流電源的功率為 100~700 W 或者功率密度為1.3~8.9 W/cm2;控制濺射氣體的總壓強為0.5~2.5 Pa,氧分壓為50%以下;沉積時間為1~5分鐘。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述鈷氧化物薄膜中還含有摻雜金屬離子,摻雜金屬源為銅、鎳、鎂、鋁、鋅和鈦中的至少一種;

制備方法包括:以金屬鈷作為第一靶材、以摻雜金屬源作為第二靶材、以氬氣和氧氣作為濺射氣體,采用直流磁控共濺射法在基底表面沉積鈷氧化物薄膜;其中,施加于所述第一靶材上的直流電源的功率為 100~700 W 或者功率密度為1.3~8.9 W/cm2;施加于所述第二靶材上的直流電源的功率為5~50 W或者功率密度為0.065~0.65 W/cm2;控制濺射氣體的總壓強為0.5~2.5 Pa,氧分壓為50%以下;沉積時間為1~5分鐘。

3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,所述第二靶材為銅、鎳、鎂和鋁中的至少一種,優(yōu)選為銅。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制備方法,其特征在于,所述第二靶材上的直流電源的功率為10~30W,優(yōu)選為15W。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的制備方法,其特征在于,所述第一靶材上的直流電源的功率為 100~500 W,優(yōu)選為300~500W。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的制備方法,其特征在于,控制濺射氣體的總壓強為1~2.5 Pa,氧分壓為20-40%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的制備方法,其特征在于,所述第一靶材或/和第二靶材與基底的距離為7~20 cm;初始基底溫度為室溫,沉積結(jié)束時基底溫度在80℃以下;本底真空度低于10-4 Pa。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述方法制備的鈷氧化物薄膜,其特征在于,所述鈷氧化物薄膜中Co2+、Co3+和摻雜金屬離子的摩爾比為(50~100): (50~100): (0~5)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈷氧化物薄膜,其特征在于,所述鈷氧化物薄膜厚度為5~20 nm,可見光透過率達到50~80%。

10.一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法,其特征在于,包括:依次在透明導電基底上沉積鈷氧化物薄膜、鈣鈦礦光吸收層、電子傳輸層、和背電極,其中所述鈷氧化物薄膜采用權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法制得。

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