[發(fā)明專利]在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面納米織構(gòu)的方法及制備短波增強(qiáng)型太陽電池的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310436128.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN103456804A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬忠權(quán);石建偉;徐飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/0352
• 分類號(hào): H01L31/0352;H01L31/0236;H01L31/18
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面納米織構(gòu)的方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）硅片選擇和表面去損傷：選用多晶硅作為硅片材料，然后利用與硅不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的溶劑對(duì)硅片進(jìn)行超聲清洗，去除硅片表面的有機(jī)物殘余物質(zhì)，再將硅片在HF和HNO₃的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)腐蝕，去除硅片表面的機(jī)械損傷層，得到表面光潔的多晶硅硅片；

（2）金屬催化硅片表面化學(xué)腐蝕：將在上述步驟中制備的硅片先浸入HF和AgNO₃的混合水溶液中，在室溫下反應(yīng)，當(dāng)硅片表面沉積納米銀顆粒后，再將硅片放置于HF和H₂O₂的混合水溶液中，在室溫條件下進(jìn)行硅片表面化學(xué)腐蝕，在硅片表面上形成納米多孔黑硅織構(gòu)，然后再將硅片在濃HNO₃溶液中浸泡，而后用去離子水硅對(duì)具有納米多孔黑硅織構(gòu)的硅片進(jìn)行沖洗，從而去除硅片上多余的納米銀顆粒，得到納米多孔黑硅樣品備用；

（3）硅片表面再修飾：將在步驟（2）中制備的納米多孔黑硅樣品先浸入稀HF溶液中去除其表面氧化層，然后立即浸入0.1～1%的NaOH腐蝕液中進(jìn)行表面修飾，在室溫下反應(yīng)3～9分鐘，最終在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面納米織構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面納米織構(gòu)的方法，其特征在于：在步驟（1）中，選用的硅片材料的厚度為200±20?mm，少子壽命＞2?ms；在室溫下利用C₃H₆O對(duì)硅片進(jìn)行5分鐘的超聲清洗；在5℃的條件下，將硅片在體積比40%?HF:?65–68%?HNO₃=1:10的溶液中進(jìn)行化學(xué)腐蝕，反應(yīng)時(shí)間是3.5分鐘。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面納米織構(gòu)的方法，其特征在于：在步驟（2）中，在HF和AgNO₃的混合水溶液中，HF的摩爾濃度為0.004?mol/L，AgNO₃的摩爾濃度為0.32?mol/L，形成銀顆粒沉積的溶液體系，將在步驟（1）中制備的硅片先浸入銀顆粒沉積的溶液中，反應(yīng)15～20秒；在HF和H₂O₂的混合水溶液中，各溶質(zhì)和溶劑的體積比40%?HF:?30%?H₂O₂:?H₂O=1:5:10，將硅片放置于HF和H₂O₂的混合水溶液中反應(yīng)3分鐘；硅片在濃度為65-68%的HNO₃溶液中浸泡至少20分鐘，并至少用兩次去離子水沖洗。

4.一種利用權(quán)利要求1所述的在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面納米織構(gòu)的方法得到的硅片制備短波增強(qiáng)型太陽電池的方法，其特征在于：在步驟（1）中，選用太陽能級(jí)多晶硅作為太陽能電池硅襯底材料，經(jīng)過步驟（2）的金屬催化硅片表面化學(xué)腐蝕步驟和步驟（3）的硅片表面再修飾，形成具有倒金字塔型多孔表面納米織構(gòu)的太陽能電池襯底硅片，然后對(duì)襯底硅片進(jìn)行熱擴(kuò)散前預(yù)清洗，再進(jìn)行磷擴(kuò)散形成PN結(jié)，再使襯底硅片的邊緣隔離，再去除襯底硅片表面的磷硅玻璃，然后在襯底硅片上淀積厚度為50～90nm的SiN_x減反鈍化層，再進(jìn)行絲網(wǎng)印刷制作電極，最后通過燒結(jié)進(jìn)行處理，太陽能電池金屬電極的歐姆接觸，最終制備完成太陽電池。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備短波增強(qiáng)型太陽電池的方法，其特征在于：減反鈍化層的SiN_x通過等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積的方法制備，SiN_x減反鈍化層的厚度通過改變化學(xué)氣相沉積的淀積時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備短波增強(qiáng)型太陽電池的方法，其特征在于：太陽能電池硅襯底材料的摻雜類型為P型或N型硅片材料。