[发明专利]基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池的制备方法

权利要求书

1.一种制备基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池的方法，其特征在于，该方法包括：

步骤101：在晶硅基板正面和背面制备绒面结构，并将晶硅基板放置于扩散炉中进行扩散，形成双面PN结；

步骤102：混合硅颗粒与半导体氧化物颗粒，通过电子束蒸发至晶硅基板上，形成富Si的氧化物薄膜；

步骤103：对晶硅基板进行高温退火处理，形成Si量子点超晶格结构；

步骤104：对Si量子点超晶格结构进行掺杂，形成n型或者n⁺型Si量子点超晶格结构；

步骤105：在晶硅基板正面和背面生长Si₃N₄减反膜；

步骤106：采用丝网印刷在晶硅基板的背面印刷的正电极，并进行热处理固化；然后采用丝网印刷在晶硅基板的正面印刷的负电极，并进行热处理固化；

步骤107：合金退火，制备出基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的制备基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池的方法，其特征在于，所述步骤101具体包括：

将厚度为180微米至250微米的晶硅基板放置于氢氧化钠溶液中进行各向异性腐蚀，在腐蚀过程中晶硅基板正、背两面均置于腐蚀液中，制备出的正、反面的绒面各方面特性基本一致，绒面结构呈现出传统的金字塔形；将正反两面均有绒面结构的晶硅基板放置入扩散炉中进行扩散，扩散源为液态POCl₃，扩散出的双面PN结的结深在200～500微米之间，扩散完后利用酸洗去掉正反面的磷硅玻璃。

3.根据权利要求1所述的制备基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池的方法，其特征在于，步骤101中所述晶硅基板为商用125单晶或者156多晶，晶硅基板衬底类型为P型衬底；单晶电阻率为0.5～3Ω·cm，多晶电阻率为0.5～6Ω·cm。

4.根据权利要求1所述的制备基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池的方法，其特征在于，步骤102中所述半导体氧化物颗粒是SiO₂或者HfO₂，所述富Si的氧化物薄膜厚度为20～50nm。

5.根据权利要求1所述的制备基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池的方法，其特征在于，步骤103中所述对晶硅基板进行高温退火处理时，以氮气保护气，退火温度为900～1200摄氏度。

6.根据权利要求1所述的制备基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池的方法，其特征在于，步骤104中所述对Si量子点超晶格结构进行掺杂采用热扩散的方式或者离子注入的方式进行，采用热扩散的方式时扩散源为液态POCl₃；采用离子注入的方式时注入磷离子，注入完成后在900摄氏度下快速退火处理，形成n型或者n⁺型Si量子点超晶格结构。

7.根据权利要求1所述的制备基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池的方法，其特征在于，步骤105中所述在晶硅基板正面和背面生长Si₃N₄减反膜，采用等离子增强化学气相淀积方法，Si₃N₄减反膜的厚度为20～50nm。

8.根据权利要求1所述的制备基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池的方法，其特征在于，步骤106中所述在晶硅基板的背面印刷的正电极采用铝银浆料，在晶硅基板的正面印刷的负电极采用银浆料。

9.根据权利要求1所述的制备基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池的方法，其特征在于，所述步骤107包括：

采用阶梯式升温方式进行正面、背面的电极合金处理，无特殊气氛保护，最终制备出基于硅量子点超晶格结构的晶硅太阳能电池。