在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构的方法及制备短波增强型太阳电池的方法

摘要

本发明公开了一种在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构的方法及制备短波增强型太阳电池的方法，适用于太阳能光伏电池技术领域。本发明利用金属催化化学腐蚀法，通过HF、AgNO3、H2O2和HNO3等溶液在多晶硅片上形成纳米多孔表面结构；然后将部分样品放入0.1-1%的NaOH腐蚀液中进行纳米倒金字塔的表面修饰，形成纳米倒金字塔硅结构，它的微结构形貌更均匀和平整，使得有效少数载流子寿命极大地提高；最终在纳米织构表面结构上，通过改变太阳能电池制备工艺中氮化硅层的厚度，制备出低表面反射率、高短波光谱响应的纳米倒金字塔硅太阳能光伏电池。本发明方法工艺简单，操作方便，成本低廉，适于工业生产。

主权项

一种在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）硅片选择和表面去损伤：选用多晶硅作为硅片材料，然后利用与硅不发生化学反应的溶剂对硅片进行超声清洗，去除硅片表面的有机物残余物质，再将硅片在HF和HNO3的混合溶液中进行化学腐蚀，去除硅片表面的机械损伤层，得到表面光洁的多晶硅硅片；（2）金属催化硅片表面化学腐蚀：将在上述步骤中制备的硅片先浸入HF和AgNO3的混合水溶液中，在室温下反应，当硅片表面沉积纳米银颗粒后，再将硅片放置于HF和H2O2的混合水溶液中，在室温条件下进行硅片表面化学腐蚀，在硅片表面上形成纳米多孔黑硅织构，然后再将硅片在浓HNO3溶液中浸泡，而后用去离子水硅对具有纳米多孔黑硅织构的硅片进行冲洗，从而去除硅片上多余的纳米银颗粒，得到纳米多孔黑硅样品备用；（3）硅片表面再修饰：将在步骤（2）中制备的纳米多孔黑硅样品先浸入稀HF溶液中去除其表面氧化层，然后立即浸入0.1～1%的NaOH腐蚀液中进行表面修饰，在室温下反应3～9分钟，最终在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构。