CN116072748A - 基于CuAlO2/Si的光伏电池及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CuAlO2/Si的光伏电池，包括n型硅片，n型硅片其中一面由近到远依次设置有隧穿层、n型掺杂多晶硅层、背电极；n型硅片另一面由近到远依次设置有p型晶体CuAlO2层、钝化层、减反层；p型晶体CuAlO2层上设置有一对顶电极，两个顶电极依次贯穿钝化层和减反层且伸出减反层外部。本发明还公开了基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，本发明解决了现有技术中存在的由于光捕获能力差和发射极接触电阻高所引起的光伏电池光电转换效率低的问题。
Description
技术领域
本发明属于光伏电池技术领域，具体涉及一种基于CuAlO2/Si的光伏电池，本发明还涉及一种基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法。
背景技术
得益于极高的转换效率以及与N-PERT(Passivated Emitter and Rear Totally-diffused)电池生产线的较好兼容，TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)光伏电池已经成为最具竞争力的商用硅基光伏电池之一。在现有的TOPCon技术多应用于电池背表面，由一层极薄的氧化层和多晶硅薄层组成，对少数载流子有较好的钝化作用，对多数载流子有极好的导电性。正面通过硼扩散实现p+多晶硅发射极，Al2O3薄膜和SiNx薄膜分别作为钝化层和减反层，从而有效降低金属接触复合和光反射。然而，由于多晶硅的禁带宽度为1.1eV～1.7eV，因此有相当一部分的入射可见光会被正面的多晶硅层吸收，降低了电池对光的捕获能力，从而影响了电池的光电转换效率。此外，由于(p+)c-Si的空穴浓度低，(p+)c-Si/(n)-Si的接触电阻较高，使得电池的填充因子减小，从而导致了电池转换效率的降低。
CuAlO2薄膜是具有优良光电性能的半导体材料，同时也是一种宽禁带(禁带宽度为3.5eV)透明导电氧化物薄膜，和P+多晶硅相比具有更大的禁带宽度以及更高的空穴浓度。本发明设计的基于p-CuAlO2/n-Si异质结薄膜的TOPCon光伏电池可显著提升电池的转换效率，具有巨大的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于CuAlO2/Si的光伏电池，解决了现有技术中存在的由于光捕获能力差和发射极接触电阻高所引起的光伏电池光电转换效率低的问题。
本发明的另一目的是提供一种基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法。
本发明所采用的第一技术方案是，基于CuAlO2/Si的光伏电池，包括n型硅片，n型硅片其中一面由近到远依次设置有隧穿层、n型掺杂多晶硅层、背电极；n型硅片另一面由近到远依次设置有p型晶体CuAlO2层、钝化层、减反层；p型晶体CuAlO2层上设置有一对顶电极，两个顶电极依次贯穿钝化层和减反层且伸出减反层外部。
本发明第一技术方案的特点还在于，
n型硅片的厚度为100μm～200μm，电阻率为0.1Ω·cm～5Ω·cm，隧穿层的材料为SiO2、Al2O3或SiC中的一种，厚度为1nm～3nm；n型掺杂多晶硅层厚度为100nm～200nm；p型晶体CuAlO2层掺杂浓度为1017～1018cm～3，厚度为50nm～200nm；钝化层的材料为Al2O3，厚度为5nm～20nm，减反层的材料为Si3N4或Si2N2O中的一种，厚度为60nm～150nm。
本发明所采用的第二技术方案是，基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对n型硅片进行碱性抛光；
步骤2、在步骤1抛光后的n型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构；
步骤3、对步骤2得到的n型硅片进行标准RCA清洗，并在氢氟酸HF中短浸；
步骤4、在步骤3清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长；
步骤5、在步骤4得到的氧化层上沉积n型多晶硅层，并利用酸性腐蚀溶液去除衬底正面绕镀的氧化层和多晶硅层；
步骤6、在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长；
步骤7、在步骤6得到的P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜；
步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜；
步骤9、在步骤5得到的n型多晶硅层上制作背电极；
步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。
本发明第二技术方案的特点还在于，
步骤1中使用KOH溶液对n型硅片进行碱性抛光，去除表面锯损伤，所述步骤2中制绒时使用NaOH溶液对n型硅片表面均匀腐蚀。
步骤3中对n型硅片进行标准RCA清洗，并在氢氟酸HF中短浸；具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对n型硅片进行清洗。
步骤4中在清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，即先使用热硝酸氧化法对n型硅片背面进行一次氧化，再使用PECVD-N2O法对n型硅片背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：
步骤4.1、将n型硅片置于65％～70％的HNO3溶液中处理3min～5min，HNO3溶液温度为90℃～110℃；
步骤4.2、使用射频PECVD系统对n型硅片背面进行等离子增强化学气相沉积氧化，以纯度为99.999％的N2O作为气源，控制射频功率为5W～20W，持续时间为250s～300s；步骤4.3、配置体积比为335:1.5～335:2.5的HNO3:HF溶液，对n型硅片正面及边缘进行清洗，清洗持续时间为160s～220s。
步骤5中氧化层上沉积n型多晶硅时使用射频PECVD系统进行等离子增强化学气相沉积，以SiH4和PH3的混合气体作为源气体，H2和Ar的混合气体作为稀释气体，控制射频功率为3W～15W；
步骤6中在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长时以纯度为99.99％的Cu2O和Al2O3的混合粉末作为CuAlO2靶材原料，采用磁控溅射法在n型硅片上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：
步骤6.1、配置原料：将纯度为99.9％的Cu2O粉末和纯度为99.9％的Al2O3粉末以1:1的比例混合；
步骤6.2、采用湿法球磨，将所述步骤6.1配好的粉末与锆球、酒精以质量比1:1:2的比例倒入球磨罐中并搅拌均匀，然后密封放在球磨机上球磨4小时，使原料充分混合且磨细，得到充分球磨后的混合溶液；
步骤6.3、将所述步骤6.1充分球磨后的混合溶液在70℃～80℃温度下烘干，得到粉末状混合物；
步骤6.4、将步骤6.3得到的粉末状混合物在1100℃～1200℃下烧结6h～9h，使Cu2O粉末和Al2O3粉末进行固相反应生成CuAlO2晶体；
步骤6.5、将步骤6.4得到的CuAlO2晶体捣碎并充分研磨，重复步骤6.2和步骤6.3，得到粉末状CuAlO2晶体；
步骤6.6、步骤6.5得到的粉末状CuAlO2晶体充分研磨，一边研磨一边将少量的粘合剂掺入粉末状CuAlO2晶体中，直到粘合剂与粉末状CuAlO2晶体充分均匀混合；
步骤6.7、将步骤6.6得到的粉末倒入模具，利用压片机在10pa～12pa的压力下保持8min～10min，将粉末压为2英寸的靶材；
步骤6.8、将步骤6.7得到的压片后的产物放入坩埚中，将盛有压片后产物的坩埚放入电阻炉中，在1100℃～1200℃烧结6h～9h，然后冷却至室温，得到CuAlO2靶材；
步骤6.9、将步骤6.8得到的CuAlO2靶材的表面打磨，再用沾了无水乙醇的无尘布反复擦洗，最后将靶材表面的无水乙醇吹干，并烘干；
步骤6.10、对步骤6.9得到的处理后的靶材进行预溅射，时间持续为5min～10min，预溅射完成后进行正式溅射，溅射工艺参数为：溅射功率80W～100W，溅射时间4h～5h，氩氧比为40:10/30:20/80:0，n型硅片温度150℃～200℃，溅射压强1Pa～3Pa；
步骤6.11、将步骤6.10得到的已生长CuAlO2异质外延层的n型硅片放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为900℃～1100℃，退火时间4h～6h，得到p-CuAlO2/n-Si异质结构。
步骤7中P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用原子层沉积技术ALD，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为100℃～350℃；所述步骤8中在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用等离子体增强化学气相沉积技术PECVD，以SiH4和NH3为气源，n型硅片温度为200℃～500℃，射频功率为3W～5W；所述步骤9中n型多晶硅层上制作背电极时采用热蒸发法蒸镀Ag背电极。
步骤10中首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。
本发明的有益效果是，基于CuAlO2/Si的光伏电池，采用p型CuAlO2层代替现有的重掺杂多晶硅层，p型CuAlO2层具有较大的禁带宽度(>3.5eV)，与n型Si衬底形成异质结可使Si在界面处的能带上弯，从而实现空穴选择性接触，有效降低了金属接触处的复合损失；同时，p型CuAlO2层禁带宽度大的特点也使得光伏电池在可见光范围内具有更高的透过率，提高了光捕获能力，从而有效提高光伏电池的转换效率。
附图说明
图1是本发明一种基于CuAlO2/Si的光伏电池的结构示意图；
图2是本发明一种基于CuAlO2/Si的光伏电池制备方法流程图。
图中，1.隧穿层，2.n型掺杂多晶硅，3.背电极，4.p型晶体CuAlO2薄膜，5.钝化层，6.减反层，7.顶电极，8.n型硅片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明基于CuAlO2/Si的光伏电池，结构如图1所示，包括n型硅片8，n型硅片8其中一面由近到远依次设置有隧穿层1、n型掺杂多晶硅层2、背电极3；n型硅片8另一面由近到远依次设置有p型晶体CuAlO2层4、钝化层5、减反层6；p型晶体CuAlO2层4上设置有一对顶电极7两个顶电极7依次贯穿钝化层5和减反层6且伸出减反层6外部。
n型硅片8的厚度为100μm～200μm，电阻率为0.1Ω·cm～5Ω·cm，所述隧穿层1的材料为SiO2、Al2O3或SiC中的一种，厚度为1nm～3nm；所述n型掺杂多晶硅层2厚度为100nm～200nm；所述p型晶体CuAlO2层4掺杂浓度为1017～1018cm～3，厚度为50nm～200nm；所述钝化层的材料为Al2O3，厚度为5nm～20nm，所述减反层6的材料为Si3N4或Si2N2O中的一种，厚度为60nm～150nm。
顶电极的材料为Ti/Pd/Ag，一对所述正面电极7位于所述p型晶体CuAlO2层4靠近两侧的位置处。
基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，流程图如图2所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对n型硅片进行碱性抛光；
步骤1中使用KOH溶液对n型硅片进行碱性抛光，去除表面锯损伤，
步骤2、在所述步骤1抛光后的n型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构；
步骤2中制绒时使用NaOH溶液对n型硅片表面均匀腐蚀。
步骤3、对步骤2得到的n型硅片进行标准RCA清洗，并在氢氟酸HF中短浸；
步骤3中对n型硅片进行标准RCA清洗，并在氢氟酸HF中短浸；具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对n型硅片进行清洗。
步骤4、在所述步骤3清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长；
步骤4中在清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，即先使用热硝酸氧化法对n型硅片背面进行一次氧化，再使用PECVD-N2O法对n型硅片背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：
步骤4.1、将n型硅片置于65％～70％的HNO3溶液中处理3min～5min，HNO3溶液温度为90℃～110℃；
步骤4.2、使用射频PECVD系统对n型硅片背面进行等离子增强化学气相沉积氧化，以纯度为99.999％的N2O作为气源，控制射频功率为5W～20W，持续时间为250s～300s；步骤4.3、配置体积比为335:1.5～335:2.5的HNO3:HF溶液，对n型硅片正面及边缘进行清洗，清洗持续时间为160s～220s。
步骤5、在所述步骤4得到的氧化层上沉积n型多晶硅层，并利用酸性腐蚀溶液去除衬底正面绕镀的氧化层和多晶硅层；
步骤5中氧化层上沉积n型多晶硅时使用射频PECVD系统进行等离子增强化学气相沉积，以SiH4和PH3的混合气体作为源气体，H2和Ar的混合气体作为稀释气体，控制射频功率为3W～15W；
步骤6、在所述n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长；
步骤6中在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长时以纯度为99.99％的Cu2O和Al2O3的混合粉末作为CuAlO2靶材原料，采用磁控溅射法在n型硅片上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：
步骤6.1、配置原料：将纯度为99.9％的Cu2O粉末和纯度为99.9％的Al2O3粉末以1:1的比例混合；
步骤6.2、采用湿法球磨，将所述步骤6.1配好的粉末与锆球、酒精以质量比1:1:2的比例倒入球磨罐中并搅拌均匀，然后密封放在球磨机上球磨4小时，使原料充分混合且磨细，得到充分球磨后的混合溶液；
步骤6.3、将所述步骤6.1充分球磨后的混合溶液在70℃～80℃温度下烘干，得到粉末状混合物；
步骤6.4、将步骤6.3得到的粉末状混合物在1100℃～1200℃下烧结6h～9h，使Cu2O粉末和Al2O3粉末进行固相反应生成CuAlO2晶体；
步骤6.5、将步骤6.4得到的CuAlO2晶体捣碎并充分研磨，重复步骤6.2和步骤6.3，得到粉末状CuAlO2晶体；
步骤6.6、步骤6.5得到的粉末状CuAlO2晶体充分研磨，一边研磨一边将少量的粘合剂掺入粉末状CuAlO2晶体中，直到粘合剂与粉末状CuAlO2晶体充分均匀混合；
步骤6.7、将步骤6.6得到的粉末倒入模具，利用压片机在10pa～12pa的压力下保持8min～10min，将粉末压为2英寸的靶材；
步骤6.8、将步骤6.7得到的压片后的产物放入坩埚中，将盛有压片后产物的坩埚放入电阻炉中，在1100℃～1200℃烧结6h～9h，然后冷却至室温，得到CuAlO2靶材；
步骤6.9、将步骤6.8得到的CuAlO2靶材的表面打磨，再用沾了无水乙醇的无尘布反复擦洗，最后将靶材表面的无水乙醇吹干，并烘干；
步骤6.10、对步骤6.9得到的处理后的靶材进行预溅射，时间持续为5min～10min，预溅射完成后进行正式溅射，溅射工艺参数为：溅射功率80W～100W，溅射时间4h～5h，氩氧比为40:10/30:20/80:0，n型硅片温度150℃～200℃，溅射压强1Pa～3Pa；
步骤6.11、将步骤6.10得到的已生长CuAlO2异质外延层的n型硅片放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为900℃～1100℃，退火时间4h～6h，得到p-CuAlO2/n-Si异质结构。
步骤7、在所述步骤6得到的P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜；
步骤7中P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用原子层沉积技术ALD，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为100℃～350℃；所述步骤8中在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用等离子体增强化学气相沉积技术PECVD，以SiH4和NH3为气源，n型硅片温度为200℃～500℃，射频功率为3W～5W；所述步骤9中n型多晶硅层上制作背电极时采用热蒸发法蒸镀Ag背电极。
步骤8、在所述步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜；
步骤9、在所述步骤5得到的n型多晶硅层上制作背电极；
步骤10、在所述步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。
步骤10中首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。
本发明一种基于CuAlO2/Si的光伏电池，通过实现空穴选择性接触，有效降低了金属接触处的复合损失；同时，提高了光伏电池在可见光范围内的透过率和光捕获能力，有效提高光伏电池的转换效率。
实施例1
本发明一种基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对n型硅片进行碱性抛光，碱性抛光流程为：使用KOH溶液对样品进行碱性抛光，去除表面锯损伤。
步骤2、在步骤1抛光后的n型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构。制绒时使用NaOH溶液对衬底表面均匀腐蚀。
步骤3、对步骤2得到的n型硅片进行标准RCA清洗，并在HF中短浸；具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对n型硅片进行清洗。
步骤4、在步骤3清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，先使用热硝酸氧化法对衬底进行一次氧化，再使用PECVD-N2O法对衬底背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：
步骤4.1、将n型硅片置于65％的HNO3溶液，溶液温度为90℃，处理5min；
步骤4.2、使用射频PECVD系统，用高纯度(99.999％)N2O为气源进行等离子增强化学气相沉积氧化，控制射频功率为5W，持续时间为300s；
步骤4.3、配置体积比为335:1.5的HNO3:HF溶液，对衬底正面及边缘进行清洗，持续时间为220s。
步骤5、在步骤4得到的氧化层上沉积n型多晶硅层，氧化层上沉积n型多晶硅时使用射频PECVD系统进行等离子增强化学气相沉积，以SiH4和PH3作为源气体，H2和Ar作为稀释气体，控制射频功率为5W；
步骤6、在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长，在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长时以纯度为99.99％的Cu2O和Al2O3粉末作为Zn掺杂的CuAlO2靶材原料，采用磁控溅射法在n型Si衬底上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：
步骤6.1、配置原料：将纯度为99.9％的Cu2O粉末和纯度为99.9％的Al2O3粉末以1:1的比例混合；
步骤6.2、采用湿法球磨，将配好的粉末与锆球、酒精以质量比1:1:2的比例倒入球磨罐中并搅拌均匀。然后密封放在球磨机上球磨4小时，使原料充分混合且磨细；
步骤6.3、将球磨后的混合溶液倒入提前准备好的干净器皿中，放入烘干箱中，在70℃温度下烘干，得到粉末状混合物；
步骤6.4、将步骤6.3烘干后的配料放在氧化铝坩埚中，在电阻炉中，1100℃下烧结9h，使Cu2O粉末和Al2O3粉末进行固相反应生成CuAlO2晶体；
步骤6.5、将步骤6.4得到的固相CuAlO2放入研钵中捣碎并充分研磨，重复步骤6.2和步骤6.3；
步骤6.6、将步骤6.5得到的粉末状CuAlO2晶体充分研磨，一边研磨一边将少量的粘合剂掺入其中，直到粘合剂与粉末充分均匀的混合。
步骤6.7、将步骤6.6得到的粉末倒入模具，利用压片机在10pa的压力下保持约10min，将粉末压为2英寸的靶材；
步骤6.8、将步骤6.7得到的压片后的产物放入坩埚中，将盛有压片后产物的坩埚放入电阻炉中，以1100℃烧9h，然后冷却至室温，得到CuAlO2靶材；
步骤6.9、将CuAlO2靶材的表面用细砂纸打磨，再用沾了无水乙醇的无尘布反复擦洗，最后将靶材表面的无水乙醇吹干，并在干燥箱里烘干；
步骤6.10、对步骤6.9得到的处理后的靶材进行预溅射，时间持续5min；预溅射完成后进行正式溅射，溅射工艺参数为：溅射功率100W，溅射时间4h，氩氧比为40:10，n型硅片温度150℃，溅射压强1Pa；
步骤6.11、将步骤6.10得到的已生长CuAlO2异质外延层的n型硅片放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为900℃，退火时间6h，得到p-CuAlO2/n-Si异质结构。
步骤7、在步骤6得到的P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜，P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用ALD技术，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为350℃。
步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜，在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用PECVD技术，以SiH4和NH3为气源，衬底温度为200℃，射频功率为5W。
步骤9、在步骤5得到的n型多晶硅层上制作背电极，n型多晶硅层上制作背电极时采用热蒸发镀膜机蒸镀Ag背电极。
步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。其中，SiNx薄膜上制备顶电极时首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。
实施例2
本发明一种基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对n型硅片进行碱性抛光，碱性抛光流程为：使用KOH溶液对样品进行碱性抛光，去除表面锯损伤。
步骤2、在步骤1抛光后的n型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构。制绒时使用NaOH溶液对衬底表面均匀腐蚀。
步骤3、对步骤2得到的n型硅片进行标准RCA清洗，并在HF中短浸；具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对n型硅片进行清洗。
步骤4、在步骤3清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，先使用热硝酸氧化法对衬底进行一次氧化，再使用PECVD-N2O法对衬底背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：
步骤4.1、将n型硅片置于65％的HNO3溶液，溶液温度为100℃，处理5min；
步骤4.2、使用射频PECVD系统，用高纯度(99.999％)N2O为气源进行等离子增强化学气相沉积氧化，控制射频功率为10W，持续时间为300s；
步骤4.3、配置体积比为335:2的HNO3:HF溶液，对衬底正面及边缘进行清洗，持续时间为200s。
步骤5、在步骤4得到的氧化层上沉积n型多晶硅层，氧化层上沉积n型多晶硅时使用射频PECVD系统进行等离子增强化学气相沉积，以SiH4和PH3作为源气体，H2和Ar作为稀释气体，控制射频功率为5W；
步骤6、在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长，在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长时以纯度为99.99％的Cu2O和Al2O3粉末作为Zn掺杂的CuAlO2靶材原料，采用磁控溅射法在n型Si衬底上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：
步骤6.1、配置原料：将纯度为99.9％的Cu2O粉末和纯度为99.9％的Al2O3粉末以1:1的比例混合；
步骤6.2、采用湿法球磨，将配好的粉末与锆球、酒精以质量比1:1:2的比例倒入球磨罐中并搅拌均匀。然后密封放在球磨机上球磨4小时，使原料充分混合且磨细；
步骤6.3、将球磨后的混合溶液倒入提前准备好的干净器皿中，放入烘干箱中，在70℃温度下烘干，得到粉末状混合物；
步骤6.4、将步骤6.3烘干后的配料放在氧化铝坩埚中，在电阻炉中，1100℃下烧结8h，使Cu2O粉末和Al2O3粉末进行固相反应生成CuAlO2晶体；
步骤6.5、将步骤6.4得到的固相CuAlO2放入研钵中捣碎并充分研磨，重复步骤6.2和步骤6.3；
步骤6.6、将步骤6.5得到的粉末状CuAlO2晶体充分研磨，一边研磨一边将少量的粘合剂掺入其中，直到粘合剂与粉末充分均匀的混合。
步骤6.7、将步骤6.6得到的粉末倒入模具，利用压片机在10pa的压力下保持约10min，将粉末压为2英寸的靶材；
步骤6.8、将步骤6.7得到的压片后的产物放入坩埚中，将盛有压片后产物的坩埚放入电阻炉中，以1100℃烧8h，然后冷却至室温，得到CuAlO2靶材；
步骤6.9、将CuAlO2靶材的表面用细砂纸打磨，再用沾了无水乙醇的无尘布反复擦洗，最后将靶材表面的无水乙醇吹干，并在干燥箱里烘干；
步骤6.10、对步骤6.9得到的处理后的靶材进行预溅射，时间持续5min；预溅射完成后进行正式溅射，溅射工艺参数为：溅射功率100W，溅射时间4h，氩氧比为40:10，n型硅片温度160℃，溅射压强1Pa；
步骤6.11、将步骤6.10得到的已生长CuAlO2异质外延层的n型硅片放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为900℃，退火时间6h，得到p-CuAlO2/n-Si异质结构。
步骤7、在步骤6得到的P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜，P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用ALD技术，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为300℃。
步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜，在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用PECVD技术，以SiH4和NH3为气源，衬底温度为200℃，射频功率为5W。
步骤9、在步骤5得到的n型多晶硅层上制作背电极，n型多晶硅层上制作背电极时采用热蒸发镀膜机蒸镀Ag背电极。
步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。其中，SiNx薄膜上制备顶电极时首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。
实施例3
本发明一种基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对n型硅片进行碱性抛光，碱性抛光流程为：使用KOH溶液对样品进行碱性抛光，去除表面锯损伤。
步骤2、在步骤1抛光后的n型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构。制绒时使用NaOH溶液对衬底表面均匀腐蚀。
步骤3、对步骤2得到的n型硅片进行标准RCA清洗，并在HF中短浸；具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对n型硅片进行清洗。
步骤4、在步骤3清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，先使用热硝酸氧化法对衬底进行一次氧化，再使用PECVD-N2O法对衬底背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：
步骤4.1、将n型硅片置于68％的HNO3溶液，溶液温度为100℃，处理4min；
步骤4.2、使用射频PECVD系统，用高纯度(99.999％)N2O为气源进行等离子增强化学气相沉积氧化，控制射频功率为10W，持续时间为280s；
步骤4.3、配置体积比为335:2的HNO3:HF溶液，对衬底正面及边缘进行清洗，持续时间为200s。
步骤5、在步骤4得到的氧化层上沉积n型多晶硅层，氧化层上沉积n型多晶硅时使用射频PECVD系统进行等离子增强化学气相沉积，以SiH4和PH3作为源气体，H2和Ar作为稀释气体，控制射频功率为10W；
步骤6、在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长，在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长时以纯度为99.99％的Cu2O和Al2O3粉末作为Zn掺杂的CuAlO2靶材原料，采用磁控溅射法在n型Si衬底上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：
步骤6.1、配置原料：将纯度为99.9％的Cu2O粉末和纯度为99.9％的Al2O3粉末以1:1的比例混合；
步骤6.2、采用湿法球磨，将配好的粉末与锆球、酒精以质量比1:1:2的比例倒入球磨罐中并搅拌均匀。然后密封放在球磨机上球磨4小时，使原料充分混合且磨细；
步骤6.3、将球磨后的混合溶液倒入提前准备好的干净器皿中，放入烘干箱中，在75℃温度下烘干，得到粉末状混合物；
步骤6.4、将步骤6.3烘干后的配料放在氧化铝坩埚中，在电阻炉中，1200℃下烧结8h，使Cu2O粉末和Al2O3粉末进行固相反应生成CuAlO2晶体；
步骤6.5、将步骤6.4得到的固相CuAlO2放入研钵中捣碎并充分研磨，重复步骤6.2和步骤6.3；
步骤6.6、将步骤6.5得到的粉末状CuAlO2晶体充分研磨，一边研磨一边将少量的粘合剂掺入其中，直到粘合剂与粉末充分均匀的混合。
步骤6.7、将步骤6.6得到的粉末倒入模具，利用压片机在11pa的压力下保持约9min，将粉末压为2英寸的靶材；
步骤6.8、将步骤6.7得到的压片后的产物放入坩埚中，将盛有压片后产物的坩埚放入电阻炉中，以1200℃烧8h，然后冷却至室温，得到CuAlO2靶材；
步骤6.9、将CuAlO2靶材的表面用细砂纸打磨，再用沾了无水乙醇的无尘布反复擦洗，最后将靶材表面的无水乙醇吹干，并在干燥箱里烘干；
步骤6.10、对步骤6.9得到的处理后的靶材进行预溅射，时间持续8min；预溅射完成后进行正式溅射，溅射工艺参数为：溅射功率90W，溅射时间4h，氩氧比为30:20，n型硅片温度160℃，溅射压强2Pa；
步骤6.11、将步骤6.10得到的已生长CuAlO2异质外延层的n型硅片放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为1000℃，退火时间5h，得到p-CuAlO2/n-Si异质结构。
步骤7、在步骤6得到的P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜，P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用ALD技术，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为250℃。
步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜，在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用PECVD技术，以SiH4和NH3为气源，衬底温度为300℃，射频功率为4W。
步骤9、在步骤5得到的n型多晶硅层上制作背电极，n型多晶硅层上制作背电极时采用热蒸发镀膜机蒸镀Ag背电极。
步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。其中，SiNx薄膜上制备顶电极时首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。
实施例4
本发明一种基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对n型硅片进行碱性抛光，碱性抛光流程为：使用KOH溶液对样品进行碱性抛光，去除表面锯损伤。
步骤2、在步骤1抛光后的n型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构。制绒时使用NaOH溶液对衬底表面均匀腐蚀。
步骤3、对步骤2得到的n型硅片进行标准RCA清洗，并在HF中短浸；具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对n型硅片进行清洗。
步骤4、在步骤3清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，先使用热硝酸氧化法对衬底进行一次氧化，再使用PECVD-N2O法对衬底背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：
步骤4.1、将n型硅片置于68％的HNO3溶液，溶液温度为110℃，处理4min；
步骤4.2、使用射频PECVD系统，用高纯度(99.999％)N2O为气源进行等离子增强化学气相沉积氧化，控制射频功率为15W，持续时间为250s；
步骤4.3、配置体积比为335:2.5的HNO3:HF溶液，对衬底正面及边缘进行清洗，持续时间为180s。
步骤5、在步骤4得到的氧化层上沉积n型多晶硅层，氧化层上沉积n型多晶硅时使用射频PECVD系统进行等离子增强化学气相沉积，以SiH4和PH3作为源气体，H2和Ar作为稀释气体，控制射频功率为15W；
步骤6、在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长，在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长时以纯度为99.99％的Cu2O和Al2O3粉末作为Zn掺杂的CuAlO2靶材原料，采用磁控溅射法在n型Si衬底上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：
步骤6.1、配置原料：将纯度为99.9％的Cu2O粉末和纯度为99.9％的Al2O3粉末以1:1的比例混合；
步骤6.2、采用湿法球磨，将配好的粉末与锆球、酒精以质量比1:1:2的比例倒入球磨罐中并搅拌均匀。然后密封放在球磨机上球磨4小时，使原料充分混合且磨细；
步骤6.3、将球磨后的混合溶液倒入提前准备好的干净器皿中，放入烘干箱中，在75℃温度下烘干，得到粉末状混合物；
步骤6.4、将步骤6.3烘干后的配料放在氧化铝坩埚中，在电阻炉中，1200℃下烧结7h，使Cu2O粉末和Al2O3粉末进行固相反应生成CuAlO2晶体；
步骤6.5、将步骤6.4得到的固相CuAlO2放入研钵中捣碎并充分研磨，重复步骤6.2和步骤6.3；
步骤6.6、将步骤6.5得到的粉末状CuAlO2晶体充分研磨，一边研磨一边将少量的粘合剂掺入其中，直到粘合剂与粉末充分均匀的混合。
步骤6.7、将步骤6.6得到的粉末倒入模具，利用压片机在12pa的压力下保持约9min，将粉末压为2英寸的靶材；
步骤6.8、将步骤6.7得到的压片后的产物放入坩埚中，将盛有压片后产物的坩埚放入电阻炉中，以1200℃烧7h，然后冷却至室温，得到CuAlO2靶材；
步骤6.9、将CuAlO2靶材的表面用细砂纸打磨，再用沾了无水乙醇的无尘布反复擦洗，最后将靶材表面的无水乙醇吹干，并在干燥箱里烘干；
步骤6.10、对步骤6.9得到的处理后的靶材进行预溅射，时间持续8min；预溅射完成后进行正式溅射，溅射工艺参数为：溅射功率90W，溅射时间5h，氩氧比为30:20，n型硅片温度180℃，溅射压强2Pa；
步骤6.11、将步骤6.10得到的已生长CuAlO2异质外延层的n型硅片放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为1000℃，退火时间5h，得到p-CuAlO2/n-Si异质结构。
步骤7、在步骤6得到的P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜，P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用ALD技术，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为200℃。
步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜，在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用PECVD技术，以SiH4和NH3为气源，衬底温度为400℃，射频功率为3W。
步骤9、在步骤5得到的n型多晶硅层上制作背电极，n型多晶硅层上制作背电极时采用热蒸发镀膜机蒸镀Ag背电极。
步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。其中，SiNx薄膜上制备顶电极时首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。
实施例5
本发明一种基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对n型硅片进行碱性抛光，碱性抛光流程为：使用KOH溶液对样品进行碱性抛光，去除表面锯损伤。
步骤2、在步骤1抛光后的n型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构。制绒时使用NaOH溶液对衬底表面均匀腐蚀。
步骤3、对步骤2得到的n型硅片进行标准RCA清洗，并在HF中短浸；具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对n型硅片进行清洗。
步骤4、在步骤3清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，先使用热硝酸氧化法对衬底进行一次氧化，再使用PECVD-N2O法对衬底背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：
步骤4.1、将n型硅片置于70％的HNO3溶液，溶液温度为110℃，处理3min；
步骤4.2、使用射频PECVD系统，用高纯度(99.999％)N2O为气源进行等离子增强化学气相沉积氧化，控制射频功率为20W，持续时间为250s；
步骤4.3、配置体积比为335:2.5的HNO3:HF溶液，对衬底正面及边缘进行清洗，持续时间为160s。
步骤5、在步骤4得到的氧化层上沉积n型多晶硅层，氧化层上沉积n型多晶硅时使用射频PECVD系统进行等离子增强化学气相沉积，以SiH4和PH3作为源气体，H2和Ar作为稀释气体，控制射频功率为15W；
步骤6、在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长，在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长时以纯度为99.99％的Cu2O和Al2O3粉末作为Zn掺杂的CuAlO2靶材原料，采用磁控溅射法在n型Si衬底上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：
步骤6.1、配置原料：将纯度为99.9％的Cu2O粉末和纯度为99.9％的Al2O3粉末以1:1的比例混合；
步骤6.2、采用湿法球磨，将配好的粉末与锆球、酒精以质量比1:1:2的比例倒入球磨罐中并搅拌均匀。然后密封放在球磨机上球磨4小时，使原料充分混合且磨细；
步骤6.3、将球磨后的混合溶液倒入提前准备好的干净器皿中，放入烘干箱中，在80℃温度下烘干，得到粉末状混合物；
步骤6.4、将步骤6.3烘干后的配料放在氧化铝坩埚中，在电阻炉中，1200℃下烧结6h，使Cu2O粉末和Al2O3粉末进行固相反应生成CuAlO2晶体；
步骤6.5、将步骤6.4得到的固相CuAlO2放入研钵中捣碎并充分研磨，重复步骤6.2和步骤6.3；
步骤6.6、将步骤6.5得到的粉末状CuAlO2晶体充分研磨，一边研磨一边将少量的粘合剂掺入其中，直到粘合剂与粉末充分均匀的混合。
步骤6.7、将步骤6.6得到的粉末倒入模具，利用压片机在12pa的压力下保持约8min，将粉末压为2英寸的靶材；
步骤6.8、将步骤6.7得到的压片后的产物放入坩埚中，将盛有压片后产物的坩埚放入电阻炉中，以1200℃烧6h，然后冷却至室温，得到CuAlO2靶材；
步骤6.9、将CuAlO2靶材的表面用细砂纸打磨，再用沾了无水乙醇的无尘布反复擦洗，最后将靶材表面的无水乙醇吹干，并在干燥箱里烘干；
步骤6.10、对步骤6.9得到的处理后的靶材进行预溅射，时间持续10min；预溅射完成后进行正式溅射，溅射工艺参数为：溅射功率80W，溅射时间5h，氩氧比为80:0，n型硅片温度200℃，溅射压强3Pa；
步骤6.11、将步骤6.10得到的已生长CuAlO2异质外延层的n型硅片放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为1100℃，退火时间4h，得到p-CuAlO2/n-Si异质结构。
步骤7、在步骤6得到的P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜，P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用ALD技术，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为100℃。
步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜，在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用PECVD技术，以SiH4和NH3为气源，衬底温度为500℃，射频功率为3W。
步骤9、在步骤5得到的n型多晶硅层上制作背电极，n型多晶硅层上制作背电极时采用热蒸发镀膜机蒸镀Ag背电极。
步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。其中，SiNx薄膜上制备顶电极时首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。
Claims (10)
1.基于CuAlO2/Si的光伏电池，其特征在于，包括n型硅片(8)，n型硅片(8)其中一面由近到远依次设置有隧穿层(1)、n型掺杂多晶硅层(2)、背电极(3)；n型硅片(8)另一面由近到远依次设置有p型晶体CuAlO2层(4)、钝化层(5)、减反层(6)；所述p型晶体CuAlO2层(4)上设置有一对顶电极(7)，两个顶电极(7)依次贯穿钝化层(5)和减反层(6)且伸出减反层(6)外部。
2.根据权利要求1所述的基于CuAlO2/Si的光伏电池，其特征在于，所述n型硅片(8)的厚度为100μm～200μm，电阻率为0.1Ω·cm～5Ω·cm，所述隧穿层(1)的材料为SiO2、Al2O3或SiC中的一种，厚度为1nm～3nm；所述n型掺杂多晶硅层(2)厚度为100nm～200nm；所述p型晶体CuAlO2层(4)掺杂浓度为1017～1018cm～3，厚度为50nm～200nm；所述钝化层的材料为Al2O3，厚度为5nm～20nm，所述减反层(6)的材料为Si3N4或Si2N2O中的一种，厚度为60nm～150nm。
3.基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对n型硅片进行碱性抛光；
步骤2、在所述步骤1抛光后的n型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构；
步骤3、对所述步骤2得到的n型硅片进行标准RCA清洗，并在氢氟酸HF中短浸；
步骤4、在所述步骤3清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长；
步骤5、在所述步骤4得到的氧化层上沉积n型多晶硅层，并利用酸性腐蚀溶液去除衬底正面绕镀的氧化层和多晶硅层；
步骤6、在所述n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长；
步骤7、在所述步骤6得到的P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜；
步骤8、在所述步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜；
步骤9、在所述步骤5得到的n型多晶硅层上制作背电极；
步骤10、在所述步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。
4.根据权利要求3所述的基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述步骤1中使用KOH溶液对n型硅片进行碱性抛光，去除表面锯损伤，所述步骤2中制绒时使用NaOH溶液对n型硅片表面均匀腐蚀。
5.根据权利要求3所述的基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述步骤3中对n型硅片进行标准RCA清洗，并在氢氟酸HF中短浸；具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对n型硅片进行清洗。
6.根据权利要求3所述的基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述步骤4中在清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，即先使用热硝酸氧化法对n型硅片背面进行一次氧化，再使用PECVD-N2O法对n型硅片背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：
步骤4.1、将n型硅片置于65％～70％的HNO3溶液中处理3min～5min，HNO3溶液温度为90℃～110℃；
步骤4.2、使用射频PECVD系统对n型硅片背面进行等离子增强化学气相沉积氧化，以纯度为99.999％的N2O作为气源，控制射频功率为5W～20W，持续时间为250s～300s；步骤4.3、配置体积比为335:1.5～335:2.5的HNO3:HF溶液，对n型硅片正面及边缘进行清洗，清洗持续时间为160s～220s。
7.根据权利要求3所述的基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述步骤5中氧化层上沉积n型多晶硅时使用射频PECVD系统进行等离子增强化学气相沉积，以SiH4和PH3的混合气体作为源气体，H2和Ar的混合气体作为稀释气体，控制射频功率为3W～15W。
8.根据权利要求3所述的基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述步骤6中在n型硅片正面进行p型晶体CuAlO2异质外延层生长时以纯度为99.99％的Cu2O和Al2O3的混合粉末作为CuAlO2靶材原料，采用磁控溅射法在n型硅片上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：
步骤6.1、配置原料：将纯度为99.9％的Cu2O粉末和纯度为99.9％的Al2O3粉末以1:1的比例混合；
步骤6.2、采用湿法球磨，将所述步骤6.1配好的粉末与锆球、酒精以质量比1:1:2的比例倒入球磨罐中并搅拌均匀，然后密封放在球磨机上球磨4小时，使原料充分混合且磨细，得到充分球磨后的混合溶液；
步骤6.3、将所述步骤6.1充分球磨后的混合溶液在70℃～80℃温度下烘干，得到粉末状混合物；
步骤6.4、将步骤6.3得到的粉末状混合物在1100℃～1200℃下烧结6h～9h，使Cu2O粉末和Al2O3粉末进行固相反应生成CuAlO2晶体；
步骤6.5、将步骤6.4得到的CuAlO2晶体捣碎并充分研磨，重复步骤6.2和步骤6.3，得到粉末状CuAlO2晶体；
步骤6.6、步骤6.5得到的粉末状CuAlO2晶体充分研磨，一边研磨一边将少量的粘合剂掺入粉末状CuAlO2晶体中，直到粘合剂与粉末状CuAlO2晶体充分均匀混合；
步骤6.7、将步骤6.6得到的粉末倒入模具，利用压片机在10pa～12pa的压力下保持8min～10min，将粉末压为2英寸的靶材；
步骤6.8、将步骤6.7得到的压片后的产物放入坩埚中，将盛有压片后产物的坩埚放入电阻炉中，在1100℃～1200℃烧结6h～9h，然后冷却至室温，得到CuAlO2靶材；
步骤6.9、将步骤6.8得到的CuAlO2靶材的表面打磨，再用沾了无水乙醇的无尘布反复擦洗，最后将靶材表面的无水乙醇吹干，并烘干；
步骤6.10、对步骤6.9得到的处理后的靶材进行预溅射，时间持续为5min～10min，预溅射完成后进行正式溅射，溅射工艺参数为：溅射功率80W～100W，溅射时间4h～5h，氩氧比为40:10/30:20/80:0，n型硅片温度150℃～200℃，溅射压强1Pa～3Pa；
步骤6.11、将步骤6.10得到的已生长CuAlO2异质外延层的n型硅片放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为900℃～1100℃，退火时间4h～6h，得到p-CuAlO2/n-Si异质结构。
9.根据权利要求3所述的基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述步骤7中P型晶体CuAlO2异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用原子层沉积技术ALD，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为100℃～350℃；所述步骤8中在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用等离子体增强化学气相沉积技术PECVD，以SiH4和NH3为气源，n型硅片温度为200℃～500℃，射频功率为3W～5W；所述步骤9中n型多晶硅层上制作背电极时采用热蒸发法蒸镀Ag背电极。
10.根据权利要求3所述的基于CuAlO2/Si的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述步骤10中首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于CuAlO2/Si的光伏电池。
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