一種肖特基太陽能電池及其製備方法與流程
2023-11-05 02:18:12
本發明涉及半導體器件領域，具體的涉及一種肖特基太陽能電池及其製備方法。
背景技術：
現如今隨著煤、石油能源資源的衰竭和環境汙染日益趨重，研究綠色再生新能源已然成為目前和未來科研工作的重中之重。而太陽能電池是利用光電轉換技術，將太陽能直接轉換為電能已滿足日常供電需求。這是目前解決能源危機和環境汙染的最有效途徑之一。早在1876年，英國科學家在研究半導體材料時發現：當用太陽光照射半導體材料時，如同伏特電池一樣會產生電流，光生伏特效應從此被人們所關注。隨後，美國貝爾實驗室研製出世界上第一塊實用的半導體太陽能電池，從此拉開現代太陽能光電的研究、開發和應用的序幕。對於傳統的矽基太陽能電池上人們已經展開了大量的研究，但是因為工藝複雜及加工溫度高，矽基電池製造成本一直居高不下，難以與常規能源相抗衡。近些年來石墨烯因其優異的光電特性多用於太陽能電池的透明電極以取代當前使用的ITO薄膜，石墨烯和n型半導體結合的肖特基結光電池，因工藝簡便、工藝成本低，逐漸受到研究者的關注。
對於太陽能電池來說，最關鍵的技術指標是光電轉換效率，所以提高太陽能電池光電轉換效率是重中之重。目前提高太陽能電池光電轉換效率的方式主要有兩種：一是提高太陽能電池的內量子效率，石墨烯/半導體太陽能電池中主要通過使用摻雜的方式提高石墨烯的功函數，增大半導體內部的內建電場和分離電子、空穴的空間電荷區的寬度；二是提高太陽能電池光吸收的效率，提高外量子效率，通常使用表面微結構或者特殊的納米光學圖形。增加太陽能電池的內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量。專利名稱為一種石墨烯太陽能電池及其製備方法，其申請號為CN201110346445.1，通過在襯底表面沉積金屬薄膜然後在其表面沉積半導體薄膜，接著將石墨烯薄膜轉移至半導體薄膜表面，最後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體薄膜間的異質結，通過金屬電極引出從而形成一種石墨烯太陽能電池。由於轉移石墨烯不可避免的會引入雜質，會影響太陽能電池的性能，對於石墨烯/半導體太陽能電池界面質量非常重要，因此為了解決上述問題，如何提高材料和界面質量從而製備一種光電轉換效率高、生產成本低的肖特基太陽能電池是一個亟待解決的問題。
技術實現要素：
本發明的目的是為了解決上述問題提供了一種肖特基太陽能電池及其製備方法，通過在銅薄膜和與銅薄膜接觸的碳薄膜間催化碳薄膜的無定形碳生成石墨烯，避免了陽極石墨烯層和半導體直接接觸，從而提高半導體內部分離電子和空穴的能力，提高界面質量，使肖特基太陽能電池具有較高的光電轉換效率。
為了達到以上目的，通過以下技術方案實現：一種肖特基太陽能電池，其短路電流為350-480mA/cm2，開路電壓為0.44-0.78 V，轉換效率為10.2%-16.1%，包括背電極、正電極柵線、半導體層，還包括無定形碳薄膜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，無定形碳薄膜Ⅰ位於半導體層和石墨烯層間；半導體層正面為無定形碳薄膜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極。
進一步的，所述的背電極為利用電子束蒸發技術或磁控濺射方法在半導體層背面鍍上包括 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製作的導電銀膠或者含有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。
進一步的，所述的半導體層包括襯底和半導體，所述的半導體為晶體矽、砷化鎵、鍺、氮化鎵中的任意一種，半導體層的厚度為10-300µm，所述的無定形碳薄膜Ⅰ的厚度為1.4-59.7nm，石墨烯層的厚度為0.3-0.6nm。
進一步的，所述的無定形碳薄膜Ⅰ的製備方法:通過利用磁控濺射系統，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，隨後在碳薄膜上通過原位濺射製備厚度為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；然後通過CVD技術進行退火熱處理，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，石墨烯層和半導體層之間排列著的為無定形碳薄膜Ⅰ，其厚度為1.4-59.7nm，最後用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時將銅薄膜腐蝕掉即可。
進一步的，所述的石墨烯層的生成方法是通過利用磁控濺射系統，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，隨後在碳薄膜上通過原位濺射製備厚度為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；然後通過CVD技術進行退火熱處理，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。
一種肖特基太陽能電池的製備方法，包括以下步驟：
a: 準備一半導體層即在襯底上覆蓋半導體，然後用丙酮和酒精混合溶液在超聲波中超聲20-35分鐘，再用去離子水反覆衝洗若干次將丙酮和酒精衝洗掉，氮氣吹乾後備用；
b:對上述吹乾後的半導體層正面採用磁控濺射系統，靶材為高純度的石墨和銅，濺射氣體為氬氣，在半導體層上濺射具有絕緣性、高透光率的碳薄膜，隨後在碳薄膜上通過原位濺射製備銅薄膜；然後通過CVD技術進行退火熱處理，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，石墨烯層和半導體層之間排列著的為無定形碳薄膜Ⅰ，通過用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時將銅薄膜腐蝕掉，再用去離子水反覆衝洗2-5次，備用；
c:最後在石墨烯層正面的0.1~0.5cm2窗口四周使用光刻技術製作正電極柵線，再在半導體層背面利用電子束蒸發技術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、轉換效率為10.2%-16.1%的肖特基太陽能電池完成製備。
進一步的，所述的半導體層的厚度為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，所述的無定形碳薄膜Ⅰ的厚度為1.4-59.7nm。
進一步的，所述的在半導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技術進行退火熱處理時所用氣壓為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。
進一步的，所述的正電極柵線是導電銀膠或者含有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。
進一步的，所述的半導體為晶體矽、砷化鎵、鍺、氮化鎵中的任意一種。
本發明具有以下有益效果：
通過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定形碳生成石墨烯，方法簡單且方便，生成的石墨烯層厚度很薄，作為陽極，和半導體內部可以發生隧穿效應，使得該肖特基太陽能電池中的半導體內自由載流子將發生更劇烈的移動，產生更大的內建電勢和更大的內建電壓，從而提高半導體內部分離電子和空穴的能力，產生更大的開路電壓，同時無定形碳薄膜Ⅰ避免了石墨烯和半導體直接接觸，避免了界面處產生複合中心，減小了肖特基太陽能電池的漏電流，從而提高肖特基太陽能電池的短路電流，且無定形碳薄膜Ⅰ具有絕緣性和高透光率，不具有自由載流子，使得該肖特基太陽能電池具有很高的光電轉換效率，性能較好。
在肖特基太陽能電池製備方法中步驟c中對吹乾後的半導體層正面採用磁控濺射系統，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，隨後在碳薄膜上通過原位濺射製備厚度為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，此環境中製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，避免了引入汙染，有利於後面工作提高石墨烯質量及石墨烯、碳、半導體之間的界面質量；步驟c中通過CVD技術進行退火熱處理，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，石墨烯層和半導體層之間排列著的為無定形碳薄膜Ⅰ，此方法有利於使製備的肖特基太陽能電池具有性能優異的石墨烯層和無定形碳薄膜Ⅰ，從而提高肖特基太陽能電池的光電轉換效率。
附圖說明
圖1為本發明實施例1的石墨烯/無定型碳/二氧化矽肖特基太陽能電池的結構示意圖；
圖2-7為本發明實施例1的石墨烯/無定型碳/氧化矽肖特基太陽能電池的製備流程圖；
附圖標記:1- N型單晶矽襯底1，2-二氧化矽薄膜，3-碳薄膜，4-銅薄膜，5-石墨烯層，6-無定形碳薄膜Ⅰ 7-鋁金屬，8-導電銀膠。
具體實施方式
一種肖特基太陽能電池，其短路電流為350-480mA/cm2，開路電壓為0.44-0.78 V，轉換效率為10.2%-16.1%，包括背電極、正電極柵線、半導體層，還包括無定形碳薄膜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，無定形碳薄膜Ⅰ位於半導體層和石墨烯層間；半導體層正面為無定形碳薄膜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極。
進一步的，所述的背電極為利用電子束蒸發技術或磁控濺射方法在半導體層背面鍍上包括 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製作的導電銀膠或者含有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。
進一步的，所述的半導體層包括襯底和半導體，所述的半導體為晶體矽、砷化鎵、鍺、氮化鎵中的任意一種，半導體層的厚度為10-300µm，所述的無定形碳薄膜Ⅰ的厚度為1.4-59.7nm，石墨烯層的厚度為0.3-0.6nm。
進一步的，所述的無定形碳薄膜Ⅰ的製備方法:通過利用磁控濺射系統，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，隨後在碳薄膜上通過原位濺射製備厚度為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；然後通過CVD技術進行退火熱處理，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，石墨烯層和半導體層之間排列著的為無定形碳薄膜Ⅰ，其厚度為1.4-59.7nm，最後用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時將銅薄膜腐蝕掉即可。
進一步的，所述的石墨烯層的生成方法是通過利用磁控濺射系統，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，隨後在碳薄膜上通過原位濺射製備厚度為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；然後通過CVD技術進行退火熱處理，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。
一種肖特基太陽能電池的製備方法，包括以下步驟：
a: 準備一半導體層即在襯底上覆蓋半導體，然後用丙酮和酒精混合溶液在超聲波中超聲20-35分鐘，再用去離子水反覆衝洗若干次將丙酮和酒精衝洗掉，氮氣吹乾後備用；
b:對上述吹乾後的半導體層正面採用磁控濺射系統，靶材為高純度的石墨和銅，濺射氣體為氬氣，在半導體層上濺射具有絕緣性、高透光率的碳薄膜，隨後在碳薄膜上通過原位濺射製備銅薄膜；然後通過CVD技術進行退火熱處理，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，石墨烯層和半導體層之間排列著的為無定形碳薄膜Ⅰ，通過用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時將銅薄膜腐蝕掉，再用去離子水反覆衝洗2-5次，備用；
c:最後在石墨烯層正面的0.1~0.5cm2窗口四周使用光刻技術製作正電極柵線，再在半導體層背面利用電子束蒸發技術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、轉換效率為10.2%-16.1%的肖特基太陽能電池完成製備。
進一步的，所述的半導體層的厚度為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，所述的無定形碳薄膜Ⅰ的厚度為1.4-59.7nm。
進一步的，所述的在半導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技術進行退火熱處理時所用氣壓為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。
進一步的，所述的正電極柵線是導電銀膠或者含有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。
進一步的，所述的半導體為晶體矽、砷化鎵、鍺、氮化鎵中的任意一種。
所述的半導體除了晶體矽、砷化鎵、鍺、氮化鎵外還可為其他類型的半導體，所述的無定形碳薄膜Ⅰ為沒有參加催化反應的碳薄膜，碳薄膜為無定型碳薄膜，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明，下面結合附圖具體對本發明做進一步的描述:
實施例1
如圖所示：一種肖特基太陽能電池即石墨烯/無定型碳/二氧化矽肖特基太陽能電池，包括厚度為300-3000nm的鋁金屬即背電極、厚度為300-3000nm的導電銀膠即正電極柵線和半導體層，半導體層通過在N型單晶矽襯底1上覆蓋二氧化矽薄膜2製備而成，其厚度為10-300µm；還包括無定形碳薄膜Ⅰ和石墨烯層，無定形碳薄膜Ⅰ位於半導體層和石墨烯層間；半導體層正面為無定形碳薄膜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；石墨烯層為陽極，其厚度為0.3nm。所述的石墨烯/無定型碳/二氧化矽肖特基太陽能電池是指包括石墨烯層、無定型碳薄膜、二氧化矽薄膜的肖特基太陽能電池，其所述方式為該技術領域專業人員所熟知。
上述石墨烯/無定型碳/二氧化矽肖特基太陽能電池製備方法如下所示，包括以下步驟：
a: 準備一厚度為10-300µm的半導體層即在N型單晶矽襯底1上覆蓋二氧化矽薄膜2，然後將其用丙酮和酒精混合溶液在超聲波中超聲30分鐘，再用去離子水反覆衝洗若干次將丙酮和酒精衝洗掉，使用70-80℃熱氮氣吹乾後備用如圖2；
b:對上述吹乾後的半導體層正面採用磁控濺射系統，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，隨後在碳薄膜3上通過原位濺射製備厚度為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；然後通過CVD技術進行退火熱處理，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和半導體層之間排列著的為無定形碳薄膜Ⅰ6，其厚度為1.7-59.7nm，如圖5，然後通過用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時將銅薄膜腐蝕掉，隨後再用去離子水反覆衝洗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:最後在石墨烯層正面的0.1~0.5cm2窗口四周塗上厚度為300-3000nm的導電銀膠8，再在半導體層背面利用電子束蒸發技術或磁控濺射方法鍍上厚度為300-3000nm的鋁金屬7，即石墨烯/無定型碳/二氧化矽肖特基太陽能電池如圖7完成製備，其短路電流為400-480mA/cm2，開路電壓為0.44-0.65V，轉換效率為13.1%-16.1%。
實施例2
一種肖特基太陽能電池即石墨烯/無定型碳/二氧化矽肖特基太陽能電池，包括厚度為300-3000nm的鋁金屬即背電極、厚度為300-3000nm的導電銀膠即正電極柵線和半導體層，半導體層通過在N型單晶矽襯底上覆蓋二氧化矽薄膜製備而成，其厚度為10-300µm；還包括無定形碳薄膜Ⅰ和石墨烯層，無定形碳薄膜Ⅰ位於半導體層和石墨烯層間；半導體層正面為無定形碳薄膜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；石墨烯層為陽極，其厚度為0.3-0.6nm；。
上述石墨烯/無定型碳/二氧化矽肖特基太陽能電池製備方法如下所示，包括以下步驟：
a: 準備一厚度為10-300µm的半導體層即在N型單晶矽襯底1上覆蓋二氧化矽薄膜，然後將其用丙酮和酒精混合溶液在超聲波中超聲30分鐘，再用去離子水反覆衝洗若干次將丙酮和酒精衝洗掉，使用70-80℃熱氮氣吹乾後備用；
b:對上述吹乾後的半導體層正面採用磁控濺射系統，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，隨後在碳薄膜上通過原位濺射製備厚度為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；然後通過CVD技術進行退火熱處理，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，石墨烯層和半導體層之間排列著的為無定形碳薄膜Ⅰ，其厚度為1.4-59.7nm，然後通過用銅腐蝕液腐蝕0.5-3小時將銅薄膜腐蝕掉，隨後再用去離子水反覆衝洗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:最後在石墨烯層正面的0.1~0.5cm2窗口四周塗上厚度為300-3000nm的導電銀膠，再在半導體層背面利用電子束蒸發技術或磁控濺射方法鍍上厚度為300-3000nm的鋁金屬，即石墨烯/無定型碳/二氧化矽肖特基太陽能電池完成製備，其短路電流為370-480mA/cm2，開路電壓為0.44-0.70 V，轉換效率為11.2%-16.1%。