[發明專利]稀土改性碳納米管硅太陽能電池的制備方法

有效

• 申請號: 201210045876.9
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN103296127A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 梁海;程先華;孫洪濤;王傳英;宋宇;雷子恒
• 申請（專利權）人: 浙江啟鑫新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C23C16/44;C23C16/34
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種稀土改性碳納米管硅太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、首先，對制好PN結的硅片進行表面處理，取出后清洗干凈，烘干；其次，將處理后的硅片浸入配置好的氨基硅烷溶液中，靜置60～120min，在基片表面組裝氨基硅烷薄膜，取出后清洗干凈，烘干；最后，將制得的基片置入三氯氧化磷溶液中浸泡2～4h，使基體硅片硅烷薄膜表面組裝上磷酸基團，取出后清洗干凈，烘干；

所述表面處理為將硅片浸入piranha溶液中，在烘箱內90℃下處理1～2h；所述piranha溶液為H₂SO₄與H₂O₂體積比為70∶30的溶液；

所述的氨基硅烷溶液為3-氨基丙基-三乙氧基硅烷的乙醇溶液，濃度為0.1～1.0mmol/L；

所述的三氯氧磷溶液為，三氯氧磷濃度為0.1～0.2mol/L，2，3，5三甲基吡啶濃度為0.1～0.2mol/L，溶劑為氰化甲烷；

步驟二、首先，在室溫下，將碳納米管浸入稀土改性劑中浸泡3～6h，過濾后烘干；將得到的碳納米管按0.1～0.2mg/mL放入N，N-二甲基甲酰胺中，超聲波分散，得到稀土改性的碳納米管懸浮液；

其次，在20～60℃，將上一步制得的硅片基片置入經稀土改性后的碳納米管懸浮液，靜置2～24h，取出后清洗干凈，烘干，得到表面沉積有稀土改性碳納米管復合薄膜的硅片；

所述的稀土改性劑的組分重量百分比為：稀土化合物0.1～2％、乙醇95～99.7％、乙二胺四乙酸0.05～0.5％、氯化銨0.1～1％、硝酸0.02～0.5％、尿素0.03～1，pH＝5～6；

所述稀土化合物為氯化鑭、氯化鈰、氧化鑭或氧化鈰中的一種；

步驟三、利用等離子增強型化學氣相沉積技術，采用低溫等離子體作能量源；將表面沉積有改性碳納米管復合薄膜的硅片置于低氣壓下輝光放電的陰極上，利用輝光放電使樣品升溫到450℃，然后通入反應氣體SiH₄和NH₃，氣體經一系列化學反應和等離子體反應，在樣品表面形成固態減反射膜；

步驟四、在表面沉積有減反射膜的硅片上下表面制作正、負兩個電極，經燒結爐快速燒結，得到硅太陽能電池。

2.如權利要求1所述的硅太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述硅片為單晶硅片或多晶硅片。

3.如權利要求1所述的硅太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述碳納米管為單壁納米管、雙壁納米管或多壁碳納米管。

4.如權利要求1所述的硅太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟二中，所述稀土改性碳納米管薄膜的厚度為30nm。

5.如權利要求1所述的硅太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟二中，所述超聲波分散為80W超聲1～2小時。

6.如權利要求1所述的硅太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟三中，所述固態減反射膜為氮化硅薄膜，薄膜膜厚為70nm。

7.如權利要求1所述的硅太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟三中，所述SiH₄和NH₃的進氣速率分別為460sccm、3600sccm。

8.如權利要求1所述的硅太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟四中，所述硅片上表面正電極為銀柵電極，下表面負電極為鋁電極。