硅光电池纳米织构化P-N结结构及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种硅光电池纳米织构化P-N结结构及其制作方法，该方法包括：在硅片表面生长一层氯化铯薄膜；将表面具有氯化铯薄膜的硅片放入一定湿度的通气腔体内显影，在硅片表面形成氯化铯纳米圆岛结构；对表面具有氯化铯纳米圆岛结构的硅片进行等离子体刻蚀，将获得的氯化铯纳米圆岛结构转移成硅纳米柱状结构；采用热扩散的方法对硅纳米柱状结构进行三氯氧磷扩散，并控制扩散深度，形成体向或径向P-N结结构。利用本发明专利技术，具有低成本和较强的工艺适应性能，能够在不同硅表面上生长和完成。该纳米织构化P-N结结构可以有效地减小来自各个角度的入射光的反射，增加对入射光的吸收，提高太阳电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微米/纳米半导体微加工技术，尤其是一种硅光电池纳米织构化P-N结结构及其制作方法。
技术介绍
硅是一种用途最为广泛的半导体材料，在太阳电池等许多领域有巨大的工业应用。硅电池以其材料充足、价格低廉以及制作工艺成熟等特点作为现有商业电池的主体。常规的单晶硅电池表面采用金字塔结构作为织构化，并以三氯氧磷热扩散的方式制作P-N结结构。图1示出了金字塔结构与金字塔织构化P-N结的示意图，其中(a)是金字塔结构，(b)是金字塔织构化P-N结。金字塔结构的制备采用的是碱性溶液对硅片的各向异性腐蚀即腐蚀速度随单晶不同的结晶方向而改变。实际应用中，大多采用浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备金字塔结构，腐蚀温度为70 85°C，单晶硅的(100)面可比(111)面的腐蚀速度大数十倍以上，因此(100)硅片的各向异性腐蚀最终导致在表面上生长表面为(111)面的四面方锥体即金字塔结构，其大小不等，一般在2 4微米。金字塔织构化通过液态三氯氧磷扩散，在金字塔表面形成P-N结结构。这种织构化P-N结结构，工艺成熟且操作方便，其不足之处在于对可见光的反射率只能将降低到10%，特别是应用于多晶硅时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作硅光电池纳米织构化P?N结结构的方法，其特征在于，包括：在硅片表面生长一层氯化铯薄膜；将表面具有氯化铯薄膜的硅片放入一定湿度的通气腔体内显影，在硅片表面形成氯化铯纳米圆岛结构；对表面具有氯化铯纳米圆岛结构的硅片进行等离子体刻蚀，将获得的氯化铯纳米圆岛结构转移成硅纳米柱状结构；以及采用热扩散的方法对硅纳米柱状结构进行三氯氧磷扩散，并控制扩散深度，形成体向或径向P?N结结构。

【技术特征摘要】
1.一种制作硅光电池纳米织构化P-N结结构的方法，其特征在于，包括: 在娃片表面生长一层氯化铯薄膜； 将表面具有氯化铯薄膜的硅片放入一定湿度的通气腔体内显影，在硅片表面形成氯化铯纳米圆岛结构； 对表面具有氯化铯纳米圆岛结构的硅片进行等离子体刻蚀，将获得的氯化铯纳米圆岛结构转移成硅纳米柱状结构；以及 采用热扩散的方法对硅纳米柱状结构进行三氯氧磷扩散，并控制扩散深度，形成体向或径向P-N结结构。2.根据权利要求1所述的制作硅光电池纳米织构化P-N结结构的方法，其特征在于，所述在硅片表面生长一层氯化铯薄膜，是采用热蒸发方法在硅片表面蒸镀一层氯化铯薄膜，硅片的厚度为0.2-0.5毫米，P型，电阻率为1-3 Q cm，表面为抛光面或毛面或有结构面；氯化铯薄膜的厚度为200-7000埃。3.根据权利要求1所述的制作硅光电池纳米织构化P-N结结构的方法，其特征在于，所述将表面具有氯化铯薄膜的硅片放入一定湿度的通气腔体内显影，在硅片表面形成氯化铯纳米圆岛结构，包括: 将表面具有氯化铯薄膜的硅片放入湿度为10% -70%的通气腔体内，显影氯化铯薄膜，氯化铯在湿度气体作用下发生团聚，在硅片表面形成一个个类似水滴的氯化铯纳米圆岛结构。4.根据权利要求3所述的制作硅光电池纳米织构化P-N结结构的方法，其特征在于，所述氯化铯纳米圆岛结构的直径为50-1500纳米。5.根据权利要求1所述的制作硅光电池纳米织构化P-N结结构的方法，其特征在于，所述对表面具有氯化铯纳米圆岛结构的硅片进行等离子体刻蚀，将获得的氯化铯纳米圆岛结构转移成硅纳米柱状结构，包括: 将表面具有氯化铯纳米圆岛结构的硅片放入等离子体刻蚀机的刻蚀腔体内，利用SFjP C4F8为刻蚀气体，He为冷却气体，刻蚀工艺参数为压强4帕，SF6: C4F8: He =60: 150: lOsccm，激励功率400瓦，偏压功率为30瓦，刻蚀时间1-20分钟; 将硅片取出后放入水中，时间1-10分钟，使硅片上的氯化铯纳米圆岛结构溶解，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，伊福廷，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：