太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：提供一硅基板，所述硅基板具有一第一表面以及与该第一表面相对设置的一第二表面；在所述硅基板的第二表面设置一图案化的掩模层，所述图案化的掩模层包括多个并排延伸的条形凸起结构，相邻的条形凸起结构之间形成一沟槽，所述硅基板通过该沟槽暴露出来；刻蚀所述硅基板，使所述掩模层中相邻的多个条形凸起结构依次两两闭合，形成多个三维纳米结构预制体；去除所述掩模层，在所述硅基板的第二表面形成多个M形三维纳米结构；在所述三维纳米结构表面形成一掺杂硅层；在所述掺杂硅层的至少部分表面设置一上电极；以及设置一背电极与所述硅基板欧姆接触。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种。
技术介绍
太阳能是当今最清洁的能源之一，取之不尽、用之不竭。太阳能的利用方式包括光能-热能转换、光能-电能转换和光能-化学能转换。太阳能电池是光能-电能转换的典型例子，是利用半导体材料的光生伏特原理制成的。根据半导体光电转换材料种类不同，太阳能电池可以分为硅基太阳能电池、神化镓太阳能电池、有机薄膜太阳能电池等。目前，太阳能电池以硅基太阳能电池为主。现有技术中的太阳能电池包括:ー背电极、一娃片衬底、一掺杂娃层和ー上电极。所述太阳能电池中娃片衬底和掺杂娃层形成P-N结，所述P-N结在太阳光的激发下产生多个电子-空穴对(激子)，所述电子-空穴对在静电势能作用下分离并分别向所述背电极和上电极移动。如果在所述太阳能电池的背电极与上电极两端接上负载，就会有电流通过外电路中的负载。然而，现有技术的中，制备的掺杂硅层的表面为一平整的平面结构，其表面积较小，因此，使所述太阳能电池的取光面积较小，所述太阳能电池对光线的利用率较低。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供ー种能够提高所述太阳能电池的取光面积的制备方法。一种，包括以下步骤:提供ー硅基板，所述硅基板具有一第一表面以及与该第一表面相对设置的一第二表面；在所述娃基板的第二表面设置ー图案化的掩模层，所述图案化的掩模层包括多个并排延伸的条形凸起结构，相邻的条形凸起结构之间形成ー沟槽，所述硅基板通过该沟槽暴露出来；刻蚀所述硅基板，使所述掩模层中相邻的多个条形凸起结构依次两两闭合，形成多个三维纳米结构预制体；去除所述掩模层，在所述娃基板的第二表面形成多个M形三维纳米结构；在所述三维纳米结构表面形成一掺杂娃层；在所述掺杂硅层的至少部分表面设置ー上电极；以及设置一背电极与所述硅基板欧姆接触。—种，包括以下步骤:提供ー硅基板，所述硅基板具有一第一表面以及与该第一表面相对设置的一第二表面；在所述娃基板的第二表面设置ー图案化的掩模层，所述图案化的掩模层包括多个并排延伸的条形凸起结构，相邻的条形凸起结构之间形成ー沟槽，所述硅基板通过该沟槽暴露出来；刻蚀所述硅基板，使所述掩模层中相邻的多个条形凸起结构依次两两闭合，形成多个三维纳米结构预制体；去除所述掩模层，在所述娃基板的第二表面形成多个M形三维纳米结构；在所述三维纳米结构表面形成一掺杂娃层；在所述掺杂娃层的表面形成一金属层；在所述金属层的至少部分表面设置ー上电极；以及设置一背电极与所述硅基板欧姆接触。相较于现有技术，本专利技术提供的通过在所述硅片衬底的表面设置多个M形的三维纳米结构，从而使所述掺杂硅层形成多个三维纳米结构，进而可以提高所述太阳能电池的取光面积，減少光线的反射，从而可以进ー步提高所述太阳能电池对光线的利用率。附图说明图1为本专利技术第一实施例提供的太阳能电池的结构示意图。图2为本专利技术第一实施例提供的太阳能电池中硅片衬底的结构示意图。图3为图2所述的硅片衬底的扫描电镜照片。图4为图2所示的三维纳米结构阵列沿IV-1V线的剖视图。图5为本专利技术第一实施例提供的的流程图。图6为图5所示制备方法中形成多个三维纳米结构的制备方法的流程图。图7为本专利技术第二实施例提供的太阳能电池的结构示意图。图8为本专利技术第二实施例提供的的流程图。主要元件符号说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：提供一硅基板，所述硅基板具有相对设置的一第一表面以及一第二表面；在所述硅基板的第二表面设置一图案化的掩模层，所述图案化的掩模层包括多个并排延伸的条形凸起结构，相邻的条形凸起结构之间形成一沟槽，所述硅基板通过该沟槽暴露出来；刻蚀所述硅基板，使所述掩模层中相邻的多个条形凸起结构依次两两闭合，形成多个三维纳米结构预制体；去除所述掩模层，在所述硅基板的第二表面形成多个M形三维纳米结构；在所述三维纳米结构表面形成一掺杂硅层；在所述掺杂硅层的至少部分表面设置一上电极；以及设置一背电极与所述硅基板欧姆接触。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤: 提供ー娃基板，所述娃基板具有相对设置的一第一表面以及ー第二表面； 在所述硅基板的第二表面设置ー图案化的掩模层，所述图案化的掩模层包括多个并排延伸的条形凸起结构，相邻的条形凸起结构之间形成ー沟槽，所述硅基板通过该沟槽暴露出来； 刻蚀所述硅基板，使所述掩模层中相邻的多个条形凸起结构依次两两闭合，形成多个三维纳米结构预制体； 去除所述掩模层，在所述硅基板的第二表面形成多个M形三维纳米结构； 在所述三维纳米结构表面形成ー掺杂娃层； 在所述掺杂硅层的至少部分表面设置ー上电极；以及 设置ー背电极与所述硅基板欧姆接触。2.按权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述刻蚀衬底的过程中，相邻两个条形凸起结构的顶端逐渐靠在一起，使所述多个条形凸起结构两两闭合。3.按权利要求2所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述相邻两个条形凸起结构闭合的过程中，对应闭合位置处的硅基板被刻蚀的速度小于未闭合位置处硅基板被刻蚀的速度。4.按权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述闭合的两个条形凸起结构之间的硅基板表面形成 第一凹槽，未闭合的相邻的两个凸起结构之间的硅基板表面形成第二凹槽，且所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度。5.按权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述刻蚀硅基板的方法为等离子体刻蚀，具体包括以下步骤: 对未被掩模层覆盖的娃基板表面进行刻蚀，使娃基板表面形成多个凹槽，所述凹槽的深度基本相同； 在所述等离子体的轰击作用下，所述掩模中相邻的两个条形凸起结构逐渐相向倾倒，使所述两个条形凸起结构的顶端逐渐两两靠在一起而闭合，所述等离子体对该闭合位置内所述硅基板的刻蚀速率逐渐减小，从而在硅基板的表面形成第一凹槽，在未发生闭合的两个条形凸起结构之间的硅基板表面形成第二凹槽，且形成的所述第二凹槽的深度大于所述第一凹槽的深度。6.按权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硅基板的刻蚀方法为在ー感应耦合等离子体系统中通过等离子体刻蚀的方法。7.按权利要求6所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述等离子体刻蚀中的刻蚀气体包括Cl2、BC13、O2及Ar2气体。8.按权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述混合气体的通入速率为8sccnTl50sccm，形成的气压为...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振东，李群庆，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：