一种基于硅纳米锥晶体的全太阳光谱响应的太阳电池制备方法
专利汇可以提供一种基于硅纳米锥晶体的全太阳光谱响应的太阳电池制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于光伏新 型材 料技术领域，具体为一种基于 硅 纳米锥晶体的全太阳 光谱 响应的太阳 电池 制备方法。具体步骤包括：（1）制备 PN结 ，对P型或N型 硅片 进行掺杂形成PN结；（2）表面硅纳米锥制备，对硅片进行大束流离子束轰击，在表面自组织生长硅纳米锥，同时进行 真空 退火 ，消除表面 缺陷 ；（3）上表面 钝化 ，蒸 镀 一层 二 氧 化硅 或三氧化二 铝 或氮化硅等 钝化层 ；（4）下表面钝化加场效应，蒸镀一层三氧化二铝或氧化镁；（5）制作上下 电极 。本发明方法对设备要求较低，成本低廉，安全无毒，是一种新型的制备全 太阳光谱 响应太阳电池的方法。，下面是一种基于硅纳米锥晶体的全太阳光谱响应的太阳电池制备方法专利的具体信息内容。
1.一种基于硅纳米锥晶体的全太阳光谱响应的太阳电池制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）制备PN结：对P型或N型硅片进行掺杂形成PN结，结深为100纳米到600纳米；
（2）表面硅纳米锥制备：对硅片进行大束流离子束轰击，在表面自组织生长硅纳米锥，同时进行真空退火，消除表面缺陷，硅纳米锥的高度为100纳米到400纳米；
（3）上表面钝化：在上表面蒸镀一层二氧化硅、三氧化二铝或氮化硅钝化层实现场效应钝化，钝化层的厚度为10纳米到100纳米；
（4）下表面钝化：在下表面蒸镀一层三氧化二铝或氧化镁实现场效应钝化，钝化层的厚度为10纳米到200纳米；
（5）制作上下电极，从而得到太阳电池。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，通过掩模板对P型或N型硅片进行金属离子掺杂，掺杂元素包括铁、铬或钼中任一种。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，通过磷浆的旋涂施胶、热扩散烧结方法对P型硅片进行磷掺杂;或者对N型硅片进行硼掺杂。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中采用离子束为惰性气体离子束。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述惰性气体离子束为氩离子或氮离子中任一种。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中通过辐射或热传导加热控制平面硅片的温度，进而改变纳米锥形貌特征。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，通过丝网印刷背面铝电极浆料或蒸镀铝电极制作下电极，通过上表面上丝网印刷银电极，或者蒸镀TiAg或TiPaAg，或者采用透明导电膜TCO制作上电极。
一种基于硅纳米锥晶体的全太阳光谱响应的太阳电池制备
方法
技术领域
背景技术
发明内容
（2）表面硅纳米锥制备：对硅片进行大束流离子束轰击，在表面自组织生长硅纳米锥，同时进行真空退火，消除表面缺陷，硅纳米锥的高度为100纳米到400纳米；
（3）上表面钝化：在上表面蒸镀一层二氧化硅、三氧化二铝或氮化硅钝化层实现场效应钝化，钝化层的厚度为10纳米到100纳米；
（4）下表面钝化：在下表面蒸镀一层三氧化二铝或氧化镁实现场效应钝化，钝化层的厚度为10纳米到200纳米；
（5）制作上下电极，从而得到太阳电池。
具体实施方式
硅片：1cm×1cm×0.15mm P型单晶硅硅片（100），电阻率1-3欧姆；磷浆、氨水（：浓度
25wt%）、双氧水（浓度30wt%）、高纯氮气、氢氟酸（浓度20wt%）、去离子水、高纯氩气、二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化镁颗粒、铝丝、银颗粒。
磷浆旋涂时间：20秒；
磷浆旋涂转速：2000转/分钟；
磷掺杂煅烧：高纯氮气860℃，20分钟；
考夫曼离子源轰击参数：屏极电压1500V，加速极电压200V，阳极电压60V，束流密度-2
1000μA cm ，轰击时间25分钟。
（1）将原料P型硅片放在氨水和双氧水体积比为1：1的混合溶液中蒸煮20分钟，之后通过匀胶机将磷浆均匀旋涂在硅片表面上进行磷掺杂，旋涂时间为20秒，转速为2000转/分钟；接下来将硅片放入管式电阻炉中，通入高纯氮气860℃煅烧20分钟进行磷掺杂；待冷却到室温后用氢氟酸和去离子水洗去硅片表面残留的磷浆；
（2）将PN结硅片放入装配有考夫曼离子源的高真空腔内，经受能量为1.5 keV、束流密-2
度为1000 μA cm 的离子束垂直轰击25分钟；同时一个钨丝热电子加热装置对样品进行加热，加热温度为800℃；之后在腔中进行800℃真空退火一个小时；
（3）在样品上表面蒸镀10nm厚度的二氧化硅，下表面蒸镀10nm厚度的氧化铝或氧化镁；之后在高纯氮气中425℃退火一个小时；
（4）在样品下表面蒸镀铝电极，之后在高纯氮气中480℃退火10分钟；上表面进行丝网印刷银电极，得到的太阳能电池结构示意图如图2所示。
96%，在1100nm至2000nm波段吸收率超过92%，真正实现了对全太阳光谱的吸收；同时加上表面钝化和场效应以及电极制作工艺，得到了一种基于硅纳米锥晶体的全太阳光谱响应的太阳电池，其由太阳光模拟光源AM1.5仪器测试，得到结果如图5所示，结果表明：开路电
2
压Voc达到0.54V，在没有件反射膜的情况下，短路电流Jsc达到25.99 mA/cm，填充因子为71.16%，转换效率达到10.01%。
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