一种基于硫属亚铜化合物的纳米异质结太阳能电池及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种基于硫属亚铜化合物的纳米异质结太阳能电池的制备方法，所述纳米异质结太阳能电池，是以上表面覆有绝缘层(2)的硅基衬底(1)为基底，在所述绝缘层(2)上分散有硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)，在所述硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)的两端各沉积有第一金属薄膜电极(4)和In2S3薄膜(5)，所述硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)与所述第一金属薄膜电极(4)呈欧姆接触，与所述In2S3薄膜(5)形成异质结；在所述In2S3薄膜(5)上方沉积有第二金属薄膜电极(6)，所述In2S3薄膜(5)与所述第二金属薄膜电极(6)呈欧姆接触；其特征在于，所述纳米异质结太阳能电池的制备方法包括如下步骤：(1)取上表面覆有绝缘层的硅基衬底作为基底，将硫属亚铜化合物准一维纳米结构分散在所述绝缘层上；(2)通过一次紫外曝光光刻和薄膜沉积技术，在硫属亚铜化合物准一维纳米结构的一端沉积有第一金属薄膜电极；(3)通过二次定位紫外曝光光刻和脉冲激光沉积技术，在硫属亚铜化合物准一维纳米结构的另一端沉积In2S3薄膜；将完成In2S3薄膜沉积的器件放入快速退火炉中，以惰性气体冲洗炉腔，然后对器件进行退火，退火气氛为N2或Ar，退火气压为0.02-0.04MPa，退火温度为300-350℃，退火时间为5-30min；(4)通过三次定位紫外曝光光刻和薄膜沉积技术，在In2S3薄膜上方沉积第二金属薄膜电极，即获得基于硫属亚铜化合物的纳米异质结太阳能电池。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)通过脉冲激光沉积技术沉积In2S3薄膜时，真空室的气压不高于5×10-3Pa，脉冲激光器的工作参数为：激光波长248nm，脉冲宽度25ns，激光能量为174mJ，激光频率为5Hz，镀膜时间为15-60min；使用的靶材为高纯In2S3粉末压制而成的本征靶材。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)的化学结构式为Cu2-xA，其中A为硫元素或硒元素，0≤x≤0.25；所述硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)为纳米线、纳米棒、纳米管或纳米带；所述硫属亚铜化合物准一维纳米结构(3)的轴向长度不小于10μm，径向长度为100-1000nm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述绝缘层(2)为SiO2、Si3N4或HfO2；所述绝缘层(2)的电阻率大于1×103Ω·cm、厚度为100-500nm。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述In2S3薄膜(5)的厚度为200-1000nm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一金属薄膜电极(4)为Au电极、Ti/Au复合电极、Cr/Au复合电极或Ni/Au复合电极；所述Au电极的厚度为30-100nm；所述Ti/Au复合电极、Cr/Au复合电极、Ni/Au复合电极分别是在厚度3-10nm的Ti、Cr、Ni上沉积有30-100nm厚的Au。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第二金属薄膜电极(6)为In电极、In/Au复合电极、Ag电极或Al电极；所述In电极、Ag电极或者Al电极的厚度为30-100nm；所述In/Au复合电极是在厚度为30-100nm的In上沉积有3-10nm厚的Au。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述In2S3薄膜(5)与所述第一金属薄膜电极(4)之间的最小距离为2-5μm，所述第二金属薄膜电极(6)与所述第一金属薄膜电极(4)之间的距离大于8μm。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)第一金属薄膜电极的沉积方式为电子束蒸发，真空室气压不高于6×10-3Pa，蒸发速率为0.01-0.05nm/s；若步骤(4)中的第二金属薄膜电极为In电极或In/Au复合电极，则：In的沉积方式为热蒸发，真空室气压不高于6×10-3Pa，蒸发速率为0.1-0.5nm/s；Au的沉积方式为电子束蒸发，真空室气压不高于6×10-3Pa，蒸发速率为0.01-0.05nm/s；若步骤(4)中的第二金属薄膜电极为Ag电极或Al电极，则沉积方式为电子束蒸发，真空室气压不高于6×10-3Pa，蒸发速率为0.05-0.3nm/s。