用于太阳能电池的三维硅纳米结构的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于太阳能电池的三维硅纳米结构的制备方法，以获得比表面积大的硅片，从而提高硅片对太阳光的陷光作用。具体步骤为，将硅片清洗后，首先利用碱溶液对单晶硅表面各向异性腐蚀的特性，在硅片表面形成类似于“金字塔”的绒面结构；然后利用金属离子辅助化学刻蚀方法，在“金字塔”的绒面结构上进一步刻蚀硅纳米线，从而形成一种新型硅纳米线-金字塔的三维硅纳米结构。本发明提供的新型三维硅纳米结构可以为硅片提供更大的比表面积，增强了硅片表面对太阳光的陷光作用，短波段的反射率小于5%；其制备方法成本低、条件温和、时间较短；工艺过程可控，易于工业化操作。

主权项

一种用于太阳能电池的三维硅纳米结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）清洗硅片：以丙酮、乙醇、去离子水为清洗剂依次对n型单晶硅硅片进行清洗，然后将硅片放入H2SO4和H2O2的混合溶液中，115℃浸泡2～4小时之后用去离子水冲洗，得到清洁的硅表面；其中H2SO4和H2O2的体积比为3～4∶1；（2）制备金字塔结构表面：将上述清洁后的硅片置入氢氧化钠和乙醇混合溶液，在75～85℃下浸泡30～60分钟得到刻有“金字塔”绒面结构的硅片； （3）再次清洗硅片：将上述刻有“金字塔”绒面结构的硅片在稀盐酸溶液中浸泡1～1.5个小时；之后取出用去离子水冲洗；再利用氮气吹干后放入氢氟酸溶液里浸泡8～12分钟；然后用去离子水冲洗干净并用氮气吹干；（4）将上述用氮气吹干的硅片放入4.8M/L HF 和 0.02M/L AgNO3混合溶液中，在室温下刻蚀4～8分钟，得到“金字塔”的绒面结构上刻有硅纳米线的硅片，将其放入硝酸中浸泡0.8～1.2小时，取出后用去离子水冲洗干净，最后用氮气吹干即可得到所述的三维硅纳米结构。