CN105185859B - 高效率异质结无机太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备ZnO纳米纤维/Cu2O(电化学沉积法制得)无机太阳能电池的方法。该方法包括以下步骤：在ITO导电玻璃上采用旋涂法制备ZnO膜后，采用电纺丝法制备ZnO纳米纤维网络；然后在ZnO纳米纤维网络上采用电化学沉积的方法制备Cu2O，在手套箱中热处理活性层后，热蒸镀制备Ag电极；热处理蒸镀电极后的活性层，得到ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池成品。本发明通过ZnO纳米纤维的引入，增大了ZnO与Cu2O间的界面，促进光生电荷的传导，有利于降低电荷复合，提高电池效率；且本发明的制备方法生产工艺简单、成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于异质节无机太阳能电池领域，特别涉及一种高效率的纳米氧化锌(ZnO)与氧化亚铜(Cu2O)异质结无机太阳能电池(简称ZnO/Cu2O电池)的制备方法。
背景技术
ZnO/Cu2O太阳能电池由于材料来源丰富、毒性小、成本低等诸多优点，而倍受关注。要制备高效率的ZnO/Cu2O电池，必须调控ZnO/Cu2O活性层的微结构，改善ZnO与Cu2O间的界面。一定程度上，活性层的微结构及ZnO与Cu2O间的界面质量直接决定着ZnO/Cu2O电池的光电性能。研究表明，可以通过采用纳米结构的ZnO来增大ZnO与Cu2O间的界面，促进载流子平衡传导，还可以通过控制Cu2O的制备工艺参数来调控Cu2O层的微结构，改善ZnO与Cu2O间的界面。ZnO/Cu2O电池的理论光电转换效率可达到20％(参见Musselman,K.P.；Wisnet,A.；Iza,D.C.；Hesse,H.C.；Scheu,C.；M.Driscoll,J.L.；Schmidt-Mende,L.StrongEfficiency Improvements in Ultra-Low-Cost Inorganic Nanowire SolarCells.Adv.Mater.2010,22,E254-E258)。但是，文献报道的采用磁控溅射和电沉积方法制备的ZnO/Cu2O电池光电转换效率仅为0.24％和0.41％(参见Noda,S.；Shima,H.；Akinaga,H.Cu2O/ZnO Heterojunction Solar Cells Fabricated by Magnetron-SputterDeposition Method Films Using Sintered Ceramics Targets.J.Phys:Conf.Ser.2013,433,012-027.Jeong,S.；Mittiga,A.；Salza,E.；Masci,A.；Passerini,S.Electrodeposited Zno/Cu2O Heterojunction Solar Cells.Electrochim.Acta 2008,53,2226-2231)。
当前，报道ZnO/Cu2O电池实验最高转换效率的达到3.83％，其中Cu2O通过热氧化法制备，ZnO层是采用激光沉积的方法制备的(Minami,T.；Nishi,Y.；Miyata,T.；Nomoto,J.-i.High-Efficiency Oxide Solar Cells with ZnO/Cu2O Heterojunction Fabricatedon Thermally Oxidized Cu2O Sheets.Appl.Phys.Express 2011,4,062301/1-.062301/3)。尽管热氧化法可得到较高效率的电池，但是该方法的能耗高、工艺复杂，需要在气氛控制的炉子中通过3步法，1000℃以上氧化铜片，而且Cu2O表面不可避免会生产CuO，需采用刻蚀的方法去除CuO层。而激光沉积ZnO对设备要求高，能耗也高。
电化学沉积法能够制备均匀的Cu2O薄膜，且可实现规模化生产，可以降低电池的成本，且制备过程中操作方便。可见探索简单容易控制的方法来制备ZnO纳米纤维/电化学法沉积Cu2O电池的方法之重要性。目前，探索制备高效率ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的方法尚未见报道。可见ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池值得研究。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的不足，提供一种采用ZnO纳米纤维与电化学沉积Cu2O来制备高效率ZnO/Cu2O电池无机太阳能电池的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)在清洁的氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备ZnO层；
(2)采用电纺丝法在步骤(1)制得的ZnO层的ITO衬底上制备有序ZnO纳米纤维；
(3)采用电化学沉积法在ZnO纳米纤维上沉积Cu2O层，得到ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层；
(4)对步骤(3)制得的ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层进行热处理：在手套箱中120°～180°热处理热处理所述ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层2小时后取出；
(5)采用热蒸发法将步骤(4)所得到的样品蒸镀一层银电极，然后对蒸好电极的电池样品进行热处理和封装，得到ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池；
所述步骤(3)包括以下步骤：
(3a)配置浓度为0.4M的硫酸铜与3M的乳酸溶液，并调节其pH值在9～12范围内；
(3b)在步骤(3a)制得的溶液中加入适量的ZnO粉并在常温下搅拌均匀，制得ZnO浓度为50mg/L的电解液；该步骤可防止ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维被上述电解液腐蚀；
(3c)采用有ZnO致密层和ZnO纳米纤维的ITO为工作电极，铂片为对电极，银/氯化银为参比电极，在步骤(3b)制得的电解液中，在ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维上沉积Cu2O层，沉积温度为50～70℃，沉积时间为20～40min。
进一步地，步骤(3a)中采用饱和的氢氧化钠溶液调节浓度为0.4M的硫酸铜与3M的乳酸溶液的pH值。
进一步地，步骤(1)所述的ZnO层为采用旋涂法在清洁的ITO导电玻璃上旋涂醋酸锌溶液，在300～500℃下热处理制得的，其厚度为50～100nm；所述醋酸锌溶液以乙二醇甲醚为溶剂，浓度为5～15wt％。
优选地，步骤(1)所述的ZnO层为采用旋涂法在清洁的ITO导电玻璃上旋涂醋酸锌溶液，在350℃下热处理制得的，其厚度为50nm；所述醋酸锌溶液以乙二醇甲醚为溶剂，浓度为5wt％；
上述步骤(2)中电纺丝法制备有序ZnO纳米纤维的方法，参见发明人已发表的文章(S.J.Wu,J.H.Li,Q.D.Tai,F.Yan,J.Phys.Chem.C,2010,114,6197)。步骤(2)中，可通过控制时间来调控ZnO纳米纤维的数量与纳米网络的疏密。为使后续步骤中Cu2O能渗透到ZnO纳米纤维网络中，本发明采用交叉结构的ZnO纳米网络，如：每层喷10～45分钟，喷完一层后，将样品转90°后再喷下一层，依次进行，以制备多层交叉结构的ZnO纳米网络。在400～500℃热处理纳米纤维，即得到ZnO纳米纤维网络。
本发明中，步骤(2)包括以下步骤：
(2a)在乙二醇甲醚与异丙醇的质量比为2:1～6:1的溶剂中，加入醋酸锌，配置成浓度为2～10wt％的醋酸锌溶液；
(2b)在醋酸锌溶液中加入聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，搅拌使其溶解均匀，得到PVP浓度为2～10wt％的澄清透明溶液；
(2c)将步骤(2b)制得的澄清透明溶液吸入注射器中，采用电纺丝法在步骤(1)所得有ZnO膜的ITO导电玻璃上制备有序纳米纤维，所述有序纳米纤维为三层交叉结构；
(2d)在400～500℃下热处理步骤(2c)制得的纳米纤维，得到三层交叉结构的有序ZnO纳米纤维网络。
优选地，步骤(2)包括以下步骤：
(2a)在乙二醇甲醚与异丙醇的质量比为2:1的溶剂中，加入醋酸锌，配置成浓度为2wt％的醋酸锌溶液；
(2b)在醋酸锌溶液中加入1wt％的PVP，搅拌使其溶解均匀，得到澄清透明溶液；
(2c)将步骤(2b)制得的澄清透明溶液吸入注射器中，采用电纺丝法在步骤(1)所得有ZnO膜的ITO导电玻璃上制备有序纳米纤维，所述有序纳米纤维为三层交叉结构；
(2d)在450℃下热处理步骤(2c)制得的纳米纤维，得到三层交叉结构的有序ZnO纳米纤维网络。
上述步骤(3)所述采用电化学沉积制备Cu2O的方法，参见Musselman,K.P.；Marin,A.；Schmidt-Mende,L.；MacManus-Driscoll,J.L.Incompatible Length Scales inNanostructured Cu2O Solar Cells.Adv.Funct.Mater 2012,22,2202-2208.(6)Musselman,K.P.；Wisnet,A.；Iza,D.C.；Hesse,H.C.；Scheu,C.；MacManus‐Driscoll,J.L.；Schmidt-Mende,L.Strong Efficiency Improvements in Ultra-Low-Cost InorganicNanowire Solar Cells.Adv.Mater.2010,22,E254-E258.
优选地，步骤(5)所述的热蒸发法在热蒸发仪中进行，并在6×10-6～1×10-8毫托的气压下，以1～10nm/min的速度进行蒸镀。蒸好电极的电池样品在手套箱中80～120℃下热处理5～30分钟。经过热处理后的电池样品采用环氧树脂材料进行封装。
相比于现有技术，本发明提供的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，具有以下优点和有益效果：
(1)电纺丝法制备有序ZnO纳米纤维工艺简单，成本低廉，试制方便。
(2)本发明提出采用电化学沉积的方法在ZnO纳米纤维网络中沉积Cu2O，采用简单低温工艺制备ZnO/Cu2O无机太阳能电池，易于实现。且通过ZnO纳米纤维的引入，增大了ZnO与Cu2O间的界面，促进光生电荷的传导，有利于降低电荷复合，提高电池效率。
本发明还提供一种根据上述制备方法制得的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池。
相比于现有技术，本发明所述的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池，其通过低温溶液法制备Cu2O，工艺简单、成本低廉、光电转换效率高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。
本发明ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的具体结构为ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层/Ag。如未加说明，所有的制备工艺均在空气中进行。
实施例1
本实施例中，一种ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)在清洁的ITO导电玻璃上，采用旋涂法旋涂一层浓度为5wt％的醋酸锌溶液(以乙二醇甲醚为溶剂)，在350℃下热处理制备50nm厚的ZnO层。
(2)采用电纺丝法在步骤(1)制得的ZnO层的ITO衬底上制备有序ZnO纳米纤维；按照以下步骤：
(2a)在乙二醇甲醚与异丙醇的质量比为2:1的溶剂中，加入醋酸锌，配置成浓度为2wt％的醋酸锌溶液；
(2b)在醋酸锌溶液中加入1wt％的PVP，搅拌使其溶解均匀，得到澄清透明溶液；
(2c)将步骤(2b)制得的澄清透明溶液吸入注射器中，采用电纺丝法在步骤(1)所得有ZnO膜的ITO导电玻璃上制备有序纳米纤维，所述有序纳米纤维为三层交叉结构；
(2d)在450℃下热处理步骤(2c)制得的纳米纤维，得到三层交叉结构的有序ZnO纳米纤维网络。
(3)电化学沉积法在ZnO纳米纤维上制备Cu2O：按照以下步骤：
(3a)配置浓度为0.4M的硫酸铜与3M的乳酸溶液，并用饱和的氢氧化钠溶液调节其pH值为11；
(3b)在步骤(3a)制得的溶液中加入适量的ZnO粉并在常温下搅拌均匀，制得ZnO浓度为50mg/L的电解液；
(3c)采用有ZnO致密层和ZnO纳米纤维的ITO为工作电极，铂片为对电极，银/氯化银为参比电极，在步骤(3b)制得的电解液中，在ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维上沉积Cu2O层，沉积温度为50℃，沉积时间为20min，制得ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层；
(4)在手套箱中120℃热处理步骤(3)中得到的ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层2小时后取出。
(5)将步骤(4)所得样品放入热蒸发仪中，采用热蒸发法在6×10-6毫托气压下，以1nm/min的速度制备厚80nm的银电极；然后取出蒸好电极的电池，放入手套箱中在80℃下热处理30分钟后，采用环氧树脂封装制备的电池，得到ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池。
在室温环境下，使用Newport公司的91159太阳光模拟器，在光强为100mW/cm2条件下，分析测试制得的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池，电池的有效面积为0.20cm2。测试结果显示，ZnO纳米纤维/Cu2O太阳能电池的短路电流密度为7.26mAcm-2，开路电压为265mV，填充因子为0.34，光电转换效率达到0.65％。
实施例2
本实施例中，一种ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)在清洁的ITO导电玻璃上，采用旋涂法旋涂一层浓度为5wt％的醋酸锌溶液(以乙二醇甲醚为溶剂)，在350℃下热处理制备50nm厚的ZnO层。
(2)采用电纺丝法在步骤(1)制得的ZnO层的ITO衬底上制备有序ZnO纳米纤维；按照以下步骤：
(2a)在乙二醇甲醚与异丙醇的质量比为2:1的溶剂中，加入醋酸锌，配置成浓度为2wt％的醋酸锌溶液；
(2b)在醋酸锌溶液中加入1wt％的PVP，搅拌使其溶解均匀，得到澄清透明溶液；
(2c)将步骤(2b)制得的澄清透明溶液吸入注射器中，采用电纺丝法在步骤(1)所得有ZnO膜的ITO导电玻璃上制备有序纳米纤维，所述有序纳米纤维为三层交叉结构；
(2d)在450℃下热处理步骤(2c)制得的纳米纤维，得到三层交叉结构的有序ZnO纳米纤维网络。
(3)电化学沉积法在ZnO纳米纤维上制备Cu2O：按照以下步骤：
(3a)配置浓度为0.4M的硫酸铜与3M的乳酸溶液，并用饱和的氢氧化钠溶液调节其pH值为9；
(3b)在步骤(3a)制得的溶液中加入适量的ZnO粉并在常温下搅拌均匀，制得ZnO浓度为50mg/L的电解液；
(3c)采用有ZnO致密层和ZnO纳米纤维的ITO为工作电极，铂片为对电极，银/氯化银为参比电极，在步骤(3b)制得的电解液中，在ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维上沉积Cu2O层，沉积温度为70℃，沉积时间为30min，制得ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层；
(4)在手套箱中150℃热处理步骤(3)中得到的ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层2小时后取出。
(5)将步骤(4)所得样品放入热蒸发仪中，采用热蒸发法在6×10-6毫托气压下，以1nm/min的速度制备厚80nm的银电极；然后取出蒸好电极的电池，放入手套箱中在80℃下热处理30分钟后，采用环氧树脂封装制备的电池，得到ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池。
在室温环境下，使用Newport公司的91159太阳光模拟器，在光强为100mW/cm2条件下，分析测试制得的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池，电池的有效面积为0.20cm2。测试结果显示，ZnO纳米纤维/Cu2O太阳能电池的短路电流密度为4.28mAcm-2，开路电压为430mV，填充因子为0.42，光电转换效率达到0.77％。
实施例3
本实施例中，一种ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)在清洁的ITO导电玻璃上，采用旋涂法旋涂一层浓度为5wt％的醋酸锌溶液(以乙二醇甲醚为溶剂)，在350℃下热处理制备50nm厚的ZnO层。
(2)采用电纺丝法在步骤(1)制得的ZnO层的ITO衬底上制备有序ZnO纳米纤维；按照以下步骤：
(2a)在乙二醇甲醚与异丙醇的质量比为2:1的溶剂中，加入醋酸锌，配置成浓度为2wt％的醋酸锌溶液；
(2b)在醋酸锌溶液中加入1wt％的PVP，搅拌使其溶解均匀，得到澄清透明溶液；
(2c)将步骤(2b)制得的澄清透明溶液吸入注射器中，采用电纺丝法在步骤(1)所得有ZnO膜的ITO导电玻璃上制备有序纳米纤维，所述有序纳米纤维为三层交叉结构；
(2d)在450℃下热处理步骤(2c)制得的纳米纤维，得到三层交叉结构的有序ZnO纳米纤维网络。
(3)电化学沉积法在ZnO纳米纤维上制备Cu2O：按照以下步骤：
(3a)配置浓度为0.4M的硫酸铜与3M的乳酸溶液，并用饱和的氢氧化钠溶液调节其pH值为12；
(3b)在步骤(3a)制得的溶液中加入适量的ZnO粉并在常温下搅拌均匀，制得ZnO浓度为50mg/L的电解液；
(3c)采用有ZnO致密层和ZnO纳米纤维的ITO为工作电极，铂片为对电极，银/氯化银为参比电极，在步骤(3b)制得的电解液中，在ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维上沉积Cu2O层，沉积温度为60℃，沉积时间为40min，制得ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层；
(4)在手套箱中180℃热处理步骤(3)中得到的ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层2小时后取出。
(5)将步骤(4)所得样品放入热蒸发仪中，采用热蒸发法在6×10-6毫托气压下，以1nm/min的速度制备厚80nm的银电极；然后取出蒸好电极的电池，放入手套箱中在80℃下热处理30分钟后，采用环氧树脂封装制备的电池，得到ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池。
在室温环境下，使用Newport公司的91159太阳光模拟器，在光强为100mW/cm2条件下，分析测试制得的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池，电池的有效面积为0.20cm2。测试结果显示，该ZnO纳米纤维/Cu2O太阳能电池的短路电流密度为3.33mAcm-2，开路电压为334mV，填充因子为0.35，光电转换效率达到0.39％。
实施例4
本实施例中，一种ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)在清洁的ITO导电玻璃上，采用旋涂法旋涂一层浓度为5wt％的醋酸锌溶液(以乙二醇甲醚为溶剂)，在350℃下热处理制备50nm厚的ZnO层。
(2)采用电纺丝法在步骤(1)制得的ZnO层的ITO衬底上制备有序ZnO纳米纤维；按照以下步骤：
(2a)在乙二醇甲醚与异丙醇的质量比为2:1的溶剂中，加入醋酸锌，配置成浓度为2wt％的醋酸锌溶液；
(2b)在醋酸锌溶液中加入1wt％的PVP，搅拌使其溶解均匀，得到澄清透明溶液；
(2c)将步骤(2b)制得的澄清透明溶液吸入注射器中，采用电纺丝法在步骤(1)所得有ZnO膜的ITO导电玻璃上制备有序纳米纤维，所述有序纳米纤维为三层交叉结构；
(2d)在450℃下热处理步骤(2c)制得的纳米纤维，得到三层交叉结构的有序ZnO纳米纤维网络。
(3)电化学沉积法在ZnO纳米纤维上制备Cu2O：按照以下步骤：
(3a)配置浓度为0.4M的硫酸铜与3M的乳酸溶液，并用饱和的氢氧化钠溶液调节其pH值为10；
(3b)在步骤(3a)制得的溶液中加入适量的ZnO粉并在常温下搅拌均匀，制得ZnO浓度为50mg/L的电解液；
(3c)采用有ZnO致密层和ZnO纳米纤维的ITO为工作电极，铂片为对电极，银/氯化银为参比电极，在步骤(3b)制得的电解液中，在ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维上沉积Cu2O层，沉积温度为60℃，沉积时间为30min，制得ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层；
(4)在手套箱中150℃热处理步骤(3)中得到的ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层2小时后取出。
(5)将步骤(4)所得样品放入热蒸发仪中，采用热蒸发法在6×10-6毫托气压下，以1nm/min的速度制备厚80nm的银电极；然后取出蒸好电极的电池，放入手套箱中在80℃下热处理30分钟后，采用环氧树脂封装制备的电池，得到ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池。
在室温环境下，使用Newport公司的91159太阳光模拟器，在光强为100mW/cm2条件下，分析测试制得的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池，电池的有效面积为0.20cm2。测试结果显示，该ZnO纳米纤维/Cu2O太阳能电池的短路电流密度为5.02mAcm-2，开路电压为419mV，填充因子为0.42，光电转换效率达到0.88％。
上述4个实施例中，实施例4为最佳实施例。
需要说明的是，本发明所述的一种ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法中，步骤(1)、步骤(2)和步骤(5)中各参数对制得的电池性能参数影响较小，其中，步骤(1)中热处理温度在300～500℃范围内、ZnO层厚度在50～100nm范围内、醋酸锌溶液浓度在5～15wt％范围内效果较佳；步骤(2)中醋酸锌溶液的浓度在2～10wt％范围内、澄清透明溶液中PVP浓度在2～10wt％范围内、热处理温度在400～500℃范围内效果较佳；步骤(5)中银电极厚度在80～150nm范围内、蒸镀时在气压为6×10-6～1×10-8毫托，速度为1～10nm/min条件下进行、蒸好电极的电池样品在手套箱中80～120℃下热处理5～30分钟效果较佳。
上述4个实施例的步骤(1)、步骤(2)和步骤(5)均选择最优的参数，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，本领域技术人员根据本发明内容选用较佳的其他参数亦可达到本发明的目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在清洁的ITO导电玻璃上制备ZnO层；
(2)采用电纺丝法在步骤(1)制得的ZnO层的ITO衬底上制备有序ZnO纳米纤维；
(3)采用电化学沉积法在ZnO纳米纤维上沉积Cu2O层，得到ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层；
(4)对步骤(3)制得的ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层进行热处理：在手套箱中120°～180°热处理所述ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维/Cu2O活性层2小时后取出；
(5)采用热蒸发法将步骤(4)所得到的样品蒸镀一层银电极，然后对蒸好电极的电池样品进行热处理和封装，得到ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池；
所述步骤(2)包括以下步骤：
(2a)在乙二醇甲醚与异丙醇的质量比为2:1～6:1的溶剂中，加入醋酸锌，配置成浓度为2～10wt％的醋酸锌溶液；
(2b)在醋酸锌溶液中加入PVP，搅拌使其溶解均匀，得到PVP浓度为2～10wt％的澄清透明溶液；
(2c)将步骤(2b)制得的澄清透明溶液吸入注射器中，采用电纺丝法在步骤(1)所得有ZnO膜的ITO导电玻璃上制备有序纳米纤维，所述有序纳米纤维为三层交叉结构；
(2d)在400～500℃下热处理步骤(2c)制得的纳米纤维，得到三层交叉结构的有序ZnO纳米纤维网络；
所述步骤(3)包括以下步骤：
(3a)配置浓度为0.4M的硫酸铜与3M的乳酸溶液，并调节其pH值在9～11范围内；
(3b)在步骤(3a)制得的溶液中加入适量的ZnO粉并在常温下搅拌均匀，制得ZnO浓度为50mg/L的电解液；
(3c)采用有ZnO致密层和ZnO纳米纤维的ITO为工作电极，铂片为对电极，银/氯化银为参比电极，在步骤(3b)制得的电解液中，在ITO/ZnO膜/ZnO纳米纤维上沉积Cu2O层，沉积温度为50～70℃，沉积时间为20～40min。
2.根据权利要求1所述的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(3a)中采用饱和的氢氧化钠溶液调节浓度为0.4M的硫酸铜与3M的乳酸溶液的pH值。
3.根据权利要求1所述的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的ZnO层为采用旋涂法在清洁的ITO导电玻璃上旋涂醋酸锌溶液，在300～500℃下热处理制得的，其厚度为50～100nm；所述醋酸锌溶液以乙二醇甲醚为溶剂，浓度为5～15wt％。
4.根据权利要求1所述的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(5)所述的银电极厚度为80～150nm。
5.根据权利要求1所述的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(5)所述的热蒸发法在热蒸发仪中进行，并在6×10-6～1×10-8毫托的气压下，以1～10nm/min的速度进行蒸镀。
6.根据权利要求1所述的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(5)所述的蒸好电极的电池样品在手套箱中80～120℃下热处理5～30分钟。
7.根据权利要求1所述的ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的ZnO层为采用旋涂法在清洁的ITO导电玻璃上旋涂醋酸锌溶液，在350℃下热处理制得的，其厚度为50nm；所述醋酸锌溶液以乙二醇甲醚为溶剂，浓度为5wt％；
步骤(2)包括以下步骤：
(2a)在乙二醇甲醚与异丙醇的质量比为2:1的溶剂中，加入醋酸锌，配置成浓度为2wt％的醋酸锌溶液；
(2b)在醋酸锌溶液中加入1wt％的PVP，搅拌使其溶解均匀，得到澄清透明溶液；
(2c)将步骤(2b)制得的澄清透明溶液吸入注射器中，采用电纺丝法在步骤(1)所得有ZnO膜的ITO导电玻璃上制备有序纳米纤维，所述有序纳米纤维为三层交叉结构；
(2d)在450℃下热处理步骤(2c)制得的纳米纤维，得到三层交叉结构的有序ZnO纳米纤维网络。
8.一种ZnO纳米纤维/Cu2O无机太阳能电池，其特征在于：通过权利要求1～7任一项所述的制备方法制备而成。
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