[發明專利]多彩太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201710080923.6
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106876592B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 劉敏;李新化;史同飛;馬文霞;王玉琦
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 任崗生

1.一種多彩太陽能電池，包括硅襯底和其上的介質層，其特征在于：

所述硅襯底上置有表面形成PN結的有序硅納米線陣列；

所述組成有序硅納米線陣列的硅納米線的線直徑為50-120nm、線周期為500-1500nm；

所述介質層覆于硅納米線上，其為厚1-200nm的氧化硅層，或氟化鎂層，或氧化鋯層，或氧化鋁層，或聚-3己基噻吩有機半導體層。

2.根據權利要求1所述的多彩太陽能電池，其特征是有序硅納米線陣列中的硅納米線呈六方分布，或正方分布。

3.根據權利要求1所述的多彩太陽能電池，其特征是硅納米線的線長為500-3000nm。

4.根據權利要求1所述的多彩太陽能電池，其特征是硅襯底為單晶硅襯底，或多晶硅襯底。

5.一種權利要求1所述多彩太陽能電池的制備方法，包括硅襯底的清洗，其特征在于主要步驟如下：

步驟1，先于硅襯底表面使用納米球模板法或電子束曝光法或納米壓印技術制作有序掩模，再于表面覆有有序掩模的硅襯底上使用濕法工藝或反應離子刻蝕的博世工藝刻蝕出有序納米線陣列，得到其上置有有序硅納米線陣列的硅襯底；

步驟2，先使用擴散工藝對其上置有有序硅納米線陣列的硅襯底進行表面摻雜硼元素，再于得到的其上置有表面形成PN結的有序硅納米線陣列的硅襯底上使用化學氣相沉積法或電子束蒸發法或原子層沉積技術或旋涂法制作介質層，得到中間產物；

步驟3，于中間產物上制作電極，制得多彩太陽能電池。

6.根據權利要求5所述的多彩太陽能電池的制備方法，其特征是硅襯底為單晶硅襯底，或多晶硅襯底。

7.根據權利要求5所述的多彩太陽能電池的制備方法，其特征是硅襯底的清洗為采用RCA標準清洗。

8.根據權利要求5所述的多彩太陽能電池的制備方法，其特征是使用納米球模板法制作有序掩模的過程為，先將單層密排的聚苯乙烯膠體納米球轉移至硅襯底的表面后，縮小納米球的直徑到需要的尺寸，再以膠體球模板為掩膜，通過電子束蒸發設備于硅襯底的表面蒸發厚20-30nm的金膜，得到表面覆有有序金掩模的硅襯底。

9.根據權利要求8所述的多彩太陽能電池的制備方法，其特征是使用濕法工藝刻蝕出有序納米線陣列的過程為，將表面覆有有序金掩模的硅襯底置于15-25vol％的氫氟酸水溶液中，使用金屬輔助化學刻蝕技術刻蝕8-10min，得到其上置有有序硅納米線陣列的硅襯底。

10.根據權利要求9所述的多彩太陽能電池的制備方法，其特征是使用化學氣相沉積法制作氧化硅介質層的過程為，將其上置有表面形成PN結的有序硅納米線陣列的硅襯底置于硅烷流量為20-30sccm、氧氣流量為5-15sccm的混合氣氛中，于200-500℃下10-50min，得到表面形成PN結的有序硅納米線陣列的表面包覆有氧化硅層。