[發明專利]一種硅襯底表面的陷光結構及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310480237.X
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103489929A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 張曉丹;陳新亮;魏長春;趙穎
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/052;H01L31/18
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種硅襯底表面的陷光結構，其特征在于：由在硅襯底表面經過制絨的單晶硅層和在制絨的大金字塔上的納米級尺寸的小金字塔形貌ZnO層構成，ZnO層的厚度為300-1000nm，陷光結構對400-1100nm波長的平均光反射率小于10%。

2.一種如權利要求1所述硅襯底表面的陷光結構的制備方法，其特征在于：首先在硅襯底表面利用氫氧化鈉、異丙醇和硅酸鈉進行制絨，然后用氫氟酸、硝酸和醋酸的混合液中進行平滑，最后利用MOCVD工藝在制絨硅片沉積具有納米級尺寸的金字塔，步驟如下：

1）將硅片分別用乙醇、丙酮超聲清洗5min以去除表面的有機物；

2）將清洗好的硅片放置于濃度為10wt?%的NaOH溶液中，加熱至80℃，攪拌反應20min，以去除表面的損傷層；

3）將上述硅片置于濃度為1?wt?%的氧化鈉溶液、濃度為6?v?%的異丙醇溶液和濃度為1?wt?%的硅酸鈉溶液和去離子水的混合液中，在溫度為80℃下反應40min進行制絨；

4）將制絨后的硅片置于SC1溶液中，在溫度為80℃下反應15min，將硅片取出后用去離子水清洗2min，然后將硅片置于SC2溶液中，在溫度為80℃下反應15min，將硅片取出后用去離子水清洗2min，以去除硅片表面的反應溶液；

5）將上述硅片置于濃度為40wt%的氟氫酸溶液、濃度為70?wt?%的硝酸溶液和濃度為99.5?wt?%的醋酸溶液的混合液中進行smooth處理，混合液中氟氫酸溶液、硝酸溶液和醋酸溶液的體積比為1:3:3，將處理好的硅片置于去離子水中保存；

6）將上述硅片置于金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）裝置的沉積室中，沉積溫度為160-200℃，水蒸汽流量為80-120sccm，二乙基鋅（DEZn）流量為150-200sccm，B₂H₆流量為0-5sccm，沉積氣壓為0.5-2.0Torr，沉積時間為5-20min，ZnO層厚度為300-1000nm，即可制得硅襯底表面的陷光結構。

3.根據權利要求2所述硅襯底表面的陷光結構的制備方法，其特征在于：所述硅襯底為N型或P型硅片，其電阻為0.1-10Ω。

4.根據權利要求2所述硅襯底表面的陷光結構的制備方法，其特征在于：所述混合液中氧化鈉溶液、異丙醇（IPA）溶液、硅酸鈉溶液和去離子水的用量比為74g：444ml：74g：6000ml。

5.根據權利要求2所述硅襯底表面的陷光結構的制備方法，其特征在于：所述SC1溶液為H₂O、濃度為25wt%的氨水和H₂O₂的混合液，H₂O、氨水和H₂O₂的體積比為5:1:1；SC2溶液為H₂O、分析純HCl和H₂O₂的混合液，H₂O、HCl和H₂O₂的體積比為6:1:1。

6.一種如權利要求1所述硅襯底表面的陷光結構的應用，其特征在于：用于以單晶硅為襯底的硅異質結(HIT)電池，可降低硅太陽電池對光的反射。