[發明專利]一種用于太陽電池的硅基納米結構及其制備方法

無效

• 申請號: 201210066508.2
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102593261A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 賈銳;竇丙飛;陳晨;李昊峰;金智;劉新宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0352;B82Y40/00;B82Y10/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種用于太陽電池的硅基納米結構的制備方法，其特征在于，包括：

清洗硅片；

在硅片表面上旋涂覆蓋上單層PS球；

對PS球進行刻蝕，減小PS球尺寸；

在硅片表面沉積金屬薄膜層，形成金屬掩膜；

將硅片表面剩余的PS球去除，剩下金屬掩膜層；

采用干法刻蝕或濕法腐蝕方法，形成硅基納米結構；以及

濃酸加熱處理硅片，去除剩余的金屬，完成硅基納米結構的制備。

2.根據權利要求1所述的用于太陽電池的硅基納米結構的制備方法，其特征在于，所述清洗硅片的步驟中，是使用濃H₂SO₄和雙氧水混合加熱沸騰清洗，然后再分別采用HF溶液和去離子水清洗，氮氣吹干。

3.根據權利要求1所述的用于太陽電池的硅基納米結構的制備方法，其特征在于，所述在硅片表面上旋涂覆蓋上單層PS球的步驟中，是將PS球分散于乙醇中，旋涂轉速為1000～5000rpm；PS球直徑為100nm～100μm，覆蓋為單層密排的PS球層。

4.根據權利要求1所述的用于太陽電池的硅基納米結構的制備方法，其特征在于，所述對PS球進行刻蝕減小PS球尺寸的步驟中，是采用干法刻蝕的方法對PS球進行刻蝕，將PS球的直徑減小為60nm～60μm。

5.根據權利要求4所述的用于太陽電池的硅基納米結構的制備方法，其特征在于，所述干法刻蝕方法是采用反應離子刻蝕方法。

6.根據權利要求1所述的用于太陽電池的硅基納米結構的制備方法，其特征在于，所述在硅片表面沉積金屬薄膜層形成金屬掩膜的步驟中，是采用電子束蒸發或磁控濺射在硅片表面無PS球掩蔽的區域沉積金屬薄膜層，該金屬薄膜層采用的金屬為金、銀、銅或鎳，該金屬薄膜層的厚度為20nm～200nm。

7.根據權利要求1所述的用于太陽電池的硅基納米結構的制備方法，其特征在于，所述將硅片表面剩余的PS球去除的步驟中，是采用超聲清洗的方式去除硅片表面剩余的PS球。

8.根據權利要求1所述的用于太陽電池的硅基納米結構的制備方法，其特征在于，所述采用干法刻蝕或濕法腐蝕方法形成硅基納米結構的步驟中，所述干法刻蝕為反應離子刻蝕，所述濕法腐蝕為使用HF和雙氧水混合溶液腐蝕，腐蝕時間為10分鐘～120分鐘；所述硅基納米結構，其深度為0.3～3μm，形狀為金屬掩膜的形狀。

9.根據權利要求1所述的用于太陽電池的硅基納米結構的制備方法，其特征在于，所述濃酸加熱處理硅片去除剩余的金屬的步驟中，是采用濃硝酸加熱清洗硅片，再采用HF和去離子水清洗，去除剩余的金屬。

10.一種用于太陽電池的硅基納米結構，其特征在于，包括：

硅襯底，與其上的納米柱陣列或納米孔陣列相結合；以及

形成于該硅襯底上的納米柱陣列或納米孔陣列。

11.根據權利要求10所述的硅基納米結構，其特征在于，所述硅襯底為晶體硅片，該晶體硅片為P型硅片或N型硅片。

12.根據權利要求10所述的硅基納米結構，其特征在于，所述硅襯底用于支撐其上納米柱陣列或納米孔陣列，同時作為太陽電池基區和發射區。

13.根據權利要求10所述的硅基納米結構，其特征在于，所述納米柱陣列或納米孔陣列，為在硅襯底上直接刻蝕而制備的，與硅襯底自然地為一體結合。

14.根據權利要求10所述的硅基納米結構，其特征在于，所述的納米柱陣列或納米孔陣列，用于作為太陽電池的減反層和陷光層，同時作為太陽電池基區和發射區。

15.根據權利要求10所述的硅基納米結構，其特征在于，所述納米柱陣列或納米孔陣列，直徑為60nm～60μm，周期為100nm～100μm，深度或長度為0.3μm～3μm。