本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，具體的涉及一種肖特基太陽(yáng)能電池及其制備方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)如今隨著煤、石油能源資源的衰竭和環(huán)境污染日益趨重，研究綠色再生新能源已然成為目前和未來(lái)科研工作的重中之重。而太陽(yáng)能電池是利用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能已滿足日常供電需求。這是目前解決能源危機(jī)和環(huán)境污染的最有效途徑之一。早在1876年，英國(guó)科學(xué)家在研究半導(dǎo)體材料時(shí)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)用太陽(yáng)光照射半導(dǎo)體材料時(shí)，如同伏特電池一樣會(huì)產(chǎn)生電流，光生伏特效應(yīng)從此被人們所關(guān)注。隨后，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出世界上第一塊實(shí)用的半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池，從此拉開現(xiàn)代太陽(yáng)能光電的研究、開發(fā)和應(yīng)用的序幕。對(duì)于傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能電池上人們已經(jīng)展開了大量的研究，但是因?yàn)楣に噺?fù)雜及加工溫度高，硅基電池制造成本一直居高不下，難以與常規(guī)能源相抗衡。近些年來(lái)石墨烯因其優(yōu)異的光電特性多用于太陽(yáng)能電池的透明電極以取代當(dāng)前使用的ITO薄膜，石墨烯和n型半導(dǎo)體結(jié)合的肖特基結(jié)光電池，因工藝簡(jiǎn)便、工藝成本低，逐漸受到研究者的關(guān)注。

對(duì)于太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)，最關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)是光電轉(zhuǎn)換效率，所以提高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率是重中之重。目前提高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的方式主要有兩種：一是提高太陽(yáng)能電池的內(nèi)量子效率，石墨烯/半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池中主要通過(guò)使用摻雜的方式提高石墨烯的功函數(shù)，增大半導(dǎo)體內(nèi)部的內(nèi)建電場(chǎng)和分離電子、空穴的空間電荷區(qū)的寬度；二是提高太陽(yáng)能電池光吸收的效率，提高外量子效率，通常使用表面微結(jié)構(gòu)或者特殊的納米光學(xué)圖形。增加太陽(yáng)能電池的內(nèi)量子效率還有一種非常重要的途徑，就是提高材料和界面質(zhì)量。專利名稱為一種石墨烯太陽(yáng)能電池及其制備方法，其申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110346445.1，通過(guò)在襯底表面沉積金屬薄膜然后在其表面沉積半導(dǎo)體薄膜，接著將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體薄膜表面，最后在石墨烯薄膜上沉積金屬薄膜作為上電極，得到石墨烯薄膜與半導(dǎo)體薄膜間的異質(zhì)結(jié)，通過(guò)金屬電極引出從而形成一種石墨烯太陽(yáng)能電池。由于轉(zhuǎn)移石墨烯不可避免的會(huì)引入雜質(zhì)，會(huì)影響太陽(yáng)能電池的性能，對(duì)于石墨烯/半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池界面質(zhì)量非常重要，因此為了解決上述問(wèn)題，如何提高材料和界面質(zhì)量從而制備一種光電轉(zhuǎn)換效率高、生產(chǎn)成本低的肖特基太陽(yáng)能電池是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題提供了一種肖特基太陽(yáng)能電池及其制備方法，通過(guò)在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化碳薄膜的無(wú)定形碳生成石墨烯，避免了陽(yáng)極石墨烯層和半導(dǎo)體直接接觸，從而提高半導(dǎo)體內(nèi)部分離電子和空穴的能力，提高界面質(zhì)量，使肖特基太陽(yáng)能電池具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。

為了達(dá)到以上目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種肖特基太陽(yáng)能電池，其短路電流為350-480mA/cm²，開路電壓為0.44-0.78 V，轉(zhuǎn)換效率為10.2%-16.1%，包括背電極、正電極柵線、半導(dǎo)體層，還包括無(wú)定形碳薄膜Ⅰ和在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化生成的石墨烯層，無(wú)定形碳薄膜Ⅰ位于半導(dǎo)體層和石墨烯層間；半導(dǎo)體層正面為無(wú)定形碳薄膜Ⅰ，背面為背電極；石墨烯層正面的窗口四周有正電極柵線，所述的石墨烯層為陽(yáng)極。

進(jìn)一步的，所述的背電極為利用電子束蒸發(fā)技術(shù)或磁控濺射方法在半導(dǎo)體層背面鍍上包括 Al、Ag中的任意一種或二種的金屬，其厚度為300-3000nm；所述的正電極柵線為在石墨烯層正面的0.1~0.5cm²窗口四周使用光刻技術(shù)制作的導(dǎo)電銀膠或者含有Ti/Au、Ni/Au、Ti/Al、Ni/Al中其中任意一種的金屬薄膜，其厚度為300-3000nm。

進(jìn)一步的，所述的半導(dǎo)體層包括襯底和半導(dǎo)體，所述的半導(dǎo)體為晶體硅、砷化鎵、鍺、氮化鎵中的任意一種，半導(dǎo)體層的厚度為10-300μm，所述的無(wú)定形碳薄膜Ⅰ的厚度為1.4-59.7nm，石墨烯層的厚度為0.3-0.6nm。

進(jìn)一步的，所述的無(wú)定形碳薄膜Ⅰ的制備方法:通過(guò)利用磁控濺射系統(tǒng)，所用靶材為高純度的石墨和銅，濺射氣體為氬氣，氣體流量為50-70 sccm，氣壓為5.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A，在半導(dǎo)體層上濺射厚度為2-60nm的具有絕緣性、高透光率的碳薄膜，隨后在碳薄膜上通過(guò)原位濺射制備厚度為100-600nm的銅薄膜，氣體流量為10-30 sccm，氣壓為1.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A；然后通過(guò)CVD技術(shù)進(jìn)行退火熱處理，氣壓為100Pa，通入氬氣與氫氣，流量分別為500-1500sccm、2-6sccm，退火溫度為800-1050℃，退火時(shí)間為10-30分鐘，升溫速率為15℃/分鐘，在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化生成單層或多層石墨烯即為石墨烯層，石墨烯層和半導(dǎo)體層之間排列著的為無(wú)定形碳薄膜Ⅰ，其厚度為1.4-59.7nm，最后用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時(shí)將銅薄膜腐蝕掉即可。

進(jìn)一步的，所述的石墨烯層的生成方法是通過(guò)利用磁控濺射系統(tǒng)，所用靶材為高純度的石墨和銅，濺射氣體為氬氣，氣體流量為50-70 sccm，氣壓為5.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A，在半導(dǎo)體層上濺射厚度為2-60nm的具有絕緣性、高透光率的碳薄膜，隨后在碳薄膜上通過(guò)原位濺射制備厚度為100-600nm的銅薄膜，氣體流量為10-30 sccm，氣壓為1.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A；然后通過(guò)CVD技術(shù)進(jìn)行退火熱處理，氣壓為100Pa，通入氬氣與氫氣，流量分別為500-1500sccm、2-6sccm，退火溫度為800-1050℃，退火時(shí)間為10-30分鐘，升溫速率為15℃/分鐘，在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化生成單層或多層石墨烯即為石墨烯層，其厚度為0.3-0.6nm。

一種肖特基太陽(yáng)能電池的制備方法，包括以下步驟：

a: 準(zhǔn)備一半導(dǎo)體層即在襯底上覆蓋半導(dǎo)體，然后用丙酮和酒精混合溶液在超聲波中超聲20-35分鐘，再用去離子水反復(fù)沖洗若干次將丙酮和酒精沖洗掉，氮?dú)獯蹈珊髠溆茫?/p>

b:對(duì)上述吹干后的半導(dǎo)體層正面采用磁控濺射系統(tǒng)，靶材為高純度的石墨和銅，濺射氣體為氬氣，在半導(dǎo)體層上濺射具有絕緣性、高透光率的碳薄膜，隨后在碳薄膜上通過(guò)原位濺射制備銅薄膜；然后通過(guò)CVD技術(shù)進(jìn)行退火熱處理，在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化生成單層或多層石墨烯即為石墨烯層，石墨烯層和半導(dǎo)體層之間排列著的為無(wú)定形碳薄膜Ⅰ，通過(guò)用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時(shí)將銅薄膜腐蝕掉，再用去離子水反復(fù)沖洗2-5次，備用；

c:最后在石墨烯層正面的0.1~0.5cm²窗口四周使用光刻技術(shù)制作正電極柵線，再在半導(dǎo)體層背面利用電子束蒸發(fā)技術(shù)或磁控濺射方法鍍上背電極，即具有短路電流為350-480mA/cm²、開路電壓為0.44-0.78 V、轉(zhuǎn)換效率為10.2%-16.1%的肖特基太陽(yáng)能電池完成制備。

進(jìn)一步的，所述的半導(dǎo)體層的厚度為10-300μm，碳薄膜的厚度為2-60nm，銅薄膜的厚度為100-600nm，石墨烯層的厚度為0.3-0.6nm，所述的無(wú)定形碳薄膜Ⅰ的厚度為1.4-59.7nm。

進(jìn)一步的，所述的在半導(dǎo)體層上濺射具有絕緣性、高透光率的碳薄膜的磁控濺射條件為濺射氣體為氬氣，氣體流量為50-70 sccm，氣壓為5.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A；在碳薄膜上原位濺射銅薄膜時(shí)所用的氣體流量為10-30sccm，氣壓為1.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A；CVD技術(shù)進(jìn)行退火熱處理時(shí)所用氣壓為100Pa，通入氬氣與氫氣流量分別為500-1500sccm、2-6sccm，退火溫度為800-1050℃，退火時(shí)間為10-30分鐘，升溫速率為15℃/分鐘；所述的銅腐蝕液為10-30%的鹽酸溶液和0.01-0.03wt%雙氧水溶液的混合液或Fecl₃溶液。

進(jìn)一步的，所述的正電極柵線是導(dǎo)電銀膠或者含有Ti/Au、Ni/Au、Ti/Al、Ni/Al中其中任意一種的金屬薄膜，其厚度為300-3000nm；所述的背電極為 Al、Ag中的任意一種或二種的金屬，背電極的厚度為300-3000nm。

進(jìn)一步的，所述的半導(dǎo)體為晶體硅、砷化鎵、鍺、氮化鎵中的任意一種。

本發(fā)明具有以下有益效果：

通過(guò)一步直接在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化碳薄膜的無(wú)定形碳生成石墨烯，方法簡(jiǎn)單且方便，生成的石墨烯層厚度很薄，作為陽(yáng)極，和半導(dǎo)體內(nèi)部可以發(fā)生隧穿效應(yīng)，使得該肖特基太陽(yáng)能電池中的半導(dǎo)體內(nèi)自由載流子將發(fā)生更劇烈的移動(dòng)，產(chǎn)生更大的內(nèi)建電勢(shì)和更大的內(nèi)建電壓，從而提高半導(dǎo)體內(nèi)部分離電子和空穴的能力，產(chǎn)生更大的開路電壓，同時(shí)無(wú)定形碳薄膜Ⅰ避免了石墨烯和半導(dǎo)體直接接觸，避免了界面處產(chǎn)生復(fù)合中心，減小了肖特基太陽(yáng)能電池的漏電流，從而提高肖特基太陽(yáng)能電池的短路電流，且無(wú)定形碳薄膜Ⅰ具有絕緣性和高透光率，不具有自由載流子，使得該肖特基太陽(yáng)能電池具有很高的光電轉(zhuǎn)換效率，性能較好。

在肖特基太陽(yáng)能電池制備方法中步驟c中對(duì)吹干后的半導(dǎo)體層正面采用磁控濺射系統(tǒng)，靶材為高純度的石墨和銅，濺射氣體為氬氣，氣體流量為50-70sccm，氣壓為5.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A，在半導(dǎo)體層上濺射的碳薄膜，此條件下濺射的碳薄膜的透光率較高，且具有絕緣性，隨后在碳薄膜上通過(guò)原位濺射制備厚度為100-600nm的銅薄膜，氣體流量為10-30sccm，氣壓為1.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A，此環(huán)境中制備的銅薄膜具有較好的性能特別是催化性能；這樣在真空腔中完成濺射碳薄膜和銅薄膜，避免了引入污染，有利于后面工作提高石墨烯質(zhì)量及石墨烯、碳、半導(dǎo)體之間的界面質(zhì)量；步驟c中通過(guò)CVD技術(shù)進(jìn)行退火熱處理，氣壓為100Pa，通入氬氣與氫氣，流量分別為500-1500sccm、2-6sccm，退火溫度為800-1050℃，退火時(shí)間為10-30分鐘，升溫速率為15℃/分鐘，在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化生成的單層或多層石墨烯即為石墨烯層，石墨烯層和半導(dǎo)體層之間排列著的為無(wú)定形碳薄膜Ⅰ，此方法有利于使制備的肖特基太陽(yáng)能電池具有性能優(yōu)異的石墨烯層和無(wú)定形碳薄膜Ⅰ，從而提高肖特基太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的石墨烯/無(wú)定型碳/二氧化硅肖特基太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-7為本發(fā)明實(shí)施例1的石墨烯/無(wú)定型碳/氧化硅肖特基太陽(yáng)能電池的制備流程圖；

附圖標(biāo)記:1- N型單晶硅襯底1，2-二氧化硅薄膜，3-碳薄膜，4-銅薄膜，5-石墨烯層，6-無(wú)定形碳薄膜Ⅰ 7-鋁金屬，8-導(dǎo)電銀膠。

具體實(shí)施方式

一種肖特基太陽(yáng)能電池，其短路電流為350-480mA/cm²，開路電壓為0.44-0.78 V，轉(zhuǎn)換效率為10.2%-16.1%，包括背電極、正電極柵線、半導(dǎo)體層，還包括無(wú)定形碳薄膜Ⅰ和在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化生成的石墨烯層，無(wú)定形碳薄膜Ⅰ位于半導(dǎo)體層和石墨烯層間；半導(dǎo)體層正面為無(wú)定形碳薄膜Ⅰ，背面為背電極；石墨烯層正面的窗口四周有正電極柵線，所述的石墨烯層為陽(yáng)極。

進(jìn)一步的，所述的背電極為利用電子束蒸發(fā)技術(shù)或磁控濺射方法在半導(dǎo)體層背面鍍上包括 Al、Ag中的任意一種或二種的金屬，其厚度為300-3000nm；所述的正電極柵線為在石墨烯層正面的0.1~0.5cm²窗口四周使用光刻技術(shù)制作的導(dǎo)電銀膠或者含有Ti/Au、Ni/Au、Ti/Al、Ni/Al中其中任意一種的金屬薄膜，其厚度為300-3000nm。

進(jìn)一步的，所述的半導(dǎo)體層包括襯底和半導(dǎo)體，所述的半導(dǎo)體為晶體硅、砷化鎵、鍺、氮化鎵中的任意一種，半導(dǎo)體層的厚度為10-300μm，所述的無(wú)定形碳薄膜Ⅰ的厚度為1.4-59.7nm，石墨烯層的厚度為0.3-0.6nm。

進(jìn)一步的，所述的無(wú)定形碳薄膜Ⅰ的制備方法:通過(guò)利用磁控濺射系統(tǒng)，所用靶材為高純度的石墨和銅，濺射氣體為氬氣，氣體流量為50-70sccm，氣壓為5.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A，在半導(dǎo)體層上濺射厚度為2-60nm的具有絕緣性、高透光率的碳薄膜，隨后在碳薄膜上通過(guò)原位濺射制備厚度為100-600nm的銅薄膜，氣體流量為10-30sccm，氣壓為1.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A；然后通過(guò)CVD技術(shù)進(jìn)行退火熱處理，氣壓為100Pa，通入氬氣與氫氣，流量分別為500-1500sccm、2-6sccm，退火溫度為800-1050℃，退火時(shí)間為10-30分鐘，升溫速率為15℃/分鐘，在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化生成單層或多層石墨烯即為石墨烯層，石墨烯層和半導(dǎo)體層之間排列著的為無(wú)定形碳薄膜Ⅰ，其厚度為1.4-59.7nm，最后用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時(shí)將銅薄膜腐蝕掉即可。

進(jìn)一步的，所述的石墨烯層的生成方法是通過(guò)利用磁控濺射系統(tǒng)，所用靶材為高純度的石墨和銅，濺射氣體為氬氣，氣體流量為50-70sccm，氣壓為5.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A，在半導(dǎo)體層上濺射厚度為2-60nm的具有絕緣性、高透光率的碳薄膜，隨后在碳薄膜上通過(guò)原位濺射制備厚度為100-600nm的銅薄膜，氣體流量為10-30 sccm，氣壓為1.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A；然后通過(guò)CVD技術(shù)進(jìn)行退火熱處理，氣壓為100Pa，通入氬氣與氫氣，流量分別為500-1500sccm、2-6sccm，退火溫度為800-1050℃，退火時(shí)間為10-30分鐘，升溫速率為15℃/分鐘，在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化生成單層或多層石墨烯即為石墨烯層，其厚度為0.3-0.6nm。

一種肖特基太陽(yáng)能電池的制備方法，包括以下步驟：

a: 準(zhǔn)備一半導(dǎo)體層即在襯底上覆蓋半導(dǎo)體，然后用丙酮和酒精混合溶液在超聲波中超聲20-35分鐘，再用去離子水反復(fù)沖洗若干次將丙酮和酒精沖洗掉，氮?dú)獯蹈珊髠溆茫?/p>

b:對(duì)上述吹干后的半導(dǎo)體層正面采用磁控濺射系統(tǒng)，靶材為高純度的石墨和銅，濺射氣體為氬氣，在半導(dǎo)體層上濺射具有絕緣性、高透光率的碳薄膜，隨后在碳薄膜上通過(guò)原位濺射制備銅薄膜；然后通過(guò)CVD技術(shù)進(jìn)行退火熱處理，在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化生成單層或多層石墨烯即為石墨烯層，石墨烯層和半導(dǎo)體層之間排列著的為無(wú)定形碳薄膜Ⅰ，通過(guò)用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時(shí)將銅薄膜腐蝕掉，再用去離子水反復(fù)沖洗2-5次，備用；

c:最后在石墨烯層正面的0.1~0.5cm²窗口四周使用光刻技術(shù)制作正電極柵線，再在半導(dǎo)體層背面利用電子束蒸發(fā)技術(shù)或磁控濺射方法鍍上背電極，即具有短路電流為350-480mA/cm²、開路電壓為0.44-0.78 V、轉(zhuǎn)換效率為10.2%-16.1%的肖特基太陽(yáng)能電池完成制備。

進(jìn)一步的，所述的半導(dǎo)體層的厚度為10-300μm，碳薄膜的厚度為2-60nm，銅薄膜的厚度為100-600nm，石墨烯層的厚度為0.3-0.6nm，所述的無(wú)定形碳薄膜Ⅰ的厚度為1.4-59.7nm。

進(jìn)一步的，所述的在半導(dǎo)體層上濺射具有絕緣性、高透光率的碳薄膜的磁控濺射條件為濺射氣體為氬氣，氣體流量為50-70 sccm，氣壓為5.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A；在碳薄膜上原位濺射銅薄膜時(shí)所用的氣體流量為10-30 sccm，氣壓為1.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A；CVD技術(shù)進(jìn)行退火熱處理時(shí)所用氣壓為100Pa，通入氬氣與氫氣流量分別為500-1500sccm、2-6sccm，退火溫度為800-1050℃，退火時(shí)間為10-30分鐘，升溫速率為15℃/分鐘；所述的銅腐蝕液為10-30%的鹽酸溶液和0.01-0.03wt%雙氧水溶液的混合液或Fecl₃溶液。

進(jìn)一步的，所述的正電極柵線是導(dǎo)電銀膠或者含有Ti/Au、Ni/Au、Ti/Al、Ni/Al中其中任意一種的金屬薄膜，其厚度為300-3000nm；所述的背電極為 Al、Ag中的任意一種或二種的金屬，背電極的厚度為300-3000nm。

進(jìn)一步的，所述的半導(dǎo)體為晶體硅、砷化鎵、鍺、氮化鎵中的任意一種。

所述的半導(dǎo)體除了晶體硅、砷化鎵、鍺、氮化鎵外還可為其他類型的半導(dǎo)體，所述的無(wú)定形碳薄膜Ⅰ為沒(méi)有參加催化反應(yīng)的碳薄膜，碳薄膜為無(wú)定型碳薄膜，所述的高純度的石墨和銅是指石墨的純度≥99.99%，銅的純度≥99.99%。

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖具體對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述:

實(shí)施例1

如圖所示：一種肖特基太陽(yáng)能電池即石墨烯/無(wú)定型碳/二氧化硅肖特基太陽(yáng)能電池，包括厚度為300-3000nm的鋁金屬即背電極、厚度為300-3000nm的導(dǎo)電銀膠即正電極柵線和半導(dǎo)體層，半導(dǎo)體層通過(guò)在N型單晶硅襯底1上覆蓋二氧化硅薄膜2制備而成，其厚度為10-300μm；還包括無(wú)定形碳薄膜Ⅰ和石墨烯層，無(wú)定形碳薄膜Ⅰ位于半導(dǎo)體層和石墨烯層間；半導(dǎo)體層正面為無(wú)定形碳薄膜Ⅰ，其厚度為1.7-59.7nm；背面為背電極，石墨烯層正面的窗口四周有正電極柵線；石墨烯層為陽(yáng)極，其厚度為0.3nm。所述的石墨烯/無(wú)定型碳/二氧化硅肖特基太陽(yáng)能電池是指包括石墨烯層、無(wú)定型碳薄膜、二氧化硅薄膜的肖特基太陽(yáng)能電池，其所述方式為該技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)人員所熟知。

上述石墨烯/無(wú)定型碳/二氧化硅肖特基太陽(yáng)能電池制備方法如下所示，包括以下步驟：

a: 準(zhǔn)備一厚度為10-300μm的半導(dǎo)體層即在N型單晶硅襯底1上覆蓋二氧化硅薄膜2，然后將其用丙酮和酒精混合溶液在超聲波中超聲30分鐘，再用去離子水反復(fù)沖洗若干次將丙酮和酒精沖洗掉，使用70-80℃熱氮?dú)獯蹈珊髠溆萌鐖D2；

b:對(duì)上述吹干后的半導(dǎo)體層正面采用磁控濺射系統(tǒng)，靶材為高純度的石墨和銅，濺射氣體為氬氣，氣體流量為50-70sccm，氣壓為5.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A，在半導(dǎo)體層上濺射厚度為2-60nm的具有絕緣性、高透光率的碳薄膜3如圖3，隨后在碳薄膜3上通過(guò)原位濺射制備厚度為100-600nm的銅薄膜4如圖4，氣體流量為10-30sccm，氣壓為1.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A；然后通過(guò)CVD技術(shù)進(jìn)行退火熱處理，氣壓為100Pa，通入氬氣與氫氣，流量分別為500-1500sccm、2-6sccm，退火溫度為800-1050℃，退火時(shí)間為10-30分鐘，升溫速率為15℃/分鐘，在銅薄膜4和與銅薄膜接觸的碳薄膜3間催化生成單層或多層石墨烯即為石墨烯層5，其厚度為0.3nm，石墨烯層5和半導(dǎo)體層之間排列著的為無(wú)定形碳薄膜Ⅰ6，其厚度為1.7-59.7nm，如圖5，然后通過(guò)用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時(shí)將銅薄膜腐蝕掉，隨后再用去離子水反復(fù)沖洗2-5次，如圖6備用；其中銅腐蝕液為10-30%的鹽酸溶液和0.01-0.03wt%雙氧水溶液的混合液；

c:最后在石墨烯層正面的0.1~0.5cm²窗口四周涂上厚度為300-3000nm的導(dǎo)電銀膠8，再在半導(dǎo)體層背面利用電子束蒸發(fā)技術(shù)或磁控濺射方法鍍上厚度為300-3000nm的鋁金屬7，即石墨烯/無(wú)定型碳/二氧化硅肖特基太陽(yáng)能電池如圖7完成制備，其短路電流為400-480mA/cm²，開路電壓為0.44-0.65V，轉(zhuǎn)換效率為13.1%-16.1%。

實(shí)施例2

一種肖特基太陽(yáng)能電池即石墨烯/無(wú)定型碳/二氧化硅肖特基太陽(yáng)能電池，包括厚度為300-3000nm的鋁金屬即背電極、厚度為300-3000nm的導(dǎo)電銀膠即正電極柵線和半導(dǎo)體層，半導(dǎo)體層通過(guò)在N型單晶硅襯底上覆蓋二氧化硅薄膜制備而成，其厚度為10-300μm；還包括無(wú)定形碳薄膜Ⅰ和石墨烯層，無(wú)定形碳薄膜Ⅰ位于半導(dǎo)體層和石墨烯層間；半導(dǎo)體層正面為無(wú)定形碳薄膜Ⅰ，其厚度為1.4-59.7nm；背面為背電極，石墨烯層正面的窗口四周有正電極柵線；石墨烯層為陽(yáng)極，其厚度為0.3-0.6nm；。

上述石墨烯/無(wú)定型碳/二氧化硅肖特基太陽(yáng)能電池制備方法如下所示，包括以下步驟：

a: 準(zhǔn)備一厚度為10-300μm的半導(dǎo)體層即在N型單晶硅襯底1上覆蓋二氧化硅薄膜，然后將其用丙酮和酒精混合溶液在超聲波中超聲30分鐘，再用去離子水反復(fù)沖洗若干次將丙酮和酒精沖洗掉，使用70-80℃熱氮?dú)獯蹈珊髠溆茫?/p>

b:對(duì)上述吹干后的半導(dǎo)體層正面采用磁控濺射系統(tǒng)，靶材為高純度的石墨和銅，濺射氣體為氬氣，氣體流量為50-70sccm，氣壓為5.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A，在半導(dǎo)體層上濺射厚度為2-60nm的具有絕緣性、高透光率的碳薄膜，隨后在碳薄膜上通過(guò)原位濺射制備厚度為100-600nm的銅薄膜，氣體流量為10-30 sccm，氣壓為1.0Pa，濺射電壓為250V-400V，濺射電流為0.02A；然后通過(guò)CVD技術(shù)進(jìn)行退火熱處理，氣壓為100Pa，通入氬氣與氫氣，流量分別為500-1500sccm、2-6sccm，退火溫度為800-1050℃，退火時(shí)間為10-30分鐘，升溫速率為15℃/分鐘，在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化生成單層或多層石墨烯即為石墨烯層，其厚度為0.3-0.6nm，石墨烯層和半導(dǎo)體層之間排列著的為無(wú)定形碳薄膜Ⅰ，其厚度為1.4-59.7nm，然后通過(guò)用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時(shí)將銅薄膜腐蝕掉，隨后再用去離子水反復(fù)沖洗2-5次，備用；其中銅腐蝕液為Fecl₃溶液，且Fecl₃與水的體積比例為1:1；

c:最后在石墨烯層正面的0.1~0.5cm²窗口四周涂上厚度為300-3000nm的導(dǎo)電銀膠，再在半導(dǎo)體層背面利用電子束蒸發(fā)技術(shù)或磁控濺射方法鍍上厚度為300-3000nm的鋁金屬，即石墨烯/無(wú)定型碳/二氧化硅肖特基太陽(yáng)能電池完成制備，其短路電流為370-480mA/cm²，開路電壓為0.44-0.70 V，轉(zhuǎn)換效率為11.2%-16.1%。