[发明专利]太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种太阳能电池，其特征在于，其包括：

一硅片衬底，所述硅片衬底具有一第一表面以及与该第一表面相对设置的一第二表面，所述硅片衬底的第二表面设置有多个三维纳米结构，该三维纳米结构为阶梯状结构；

一背电极，所述背电极设置于所述硅片衬底的第一表面，并与该第一表面欧姆接触；

一掺杂硅层，所述掺杂硅层设置于所述三维纳米结构的表面以及相邻三维纳米结构之间的硅片衬底的第二表面；以及

一上电极，所述上电极设置于所述掺杂硅层的至少部分表面。

2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述阶梯状结构为阶梯状凸起结构或阶梯状凹陷结构。

3.如权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述阶梯状凸起结构或阶梯状凹陷结构的最大尺寸小于等于1000纳米。

4.如权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述阶梯状结构为多层三棱台、多层四棱台、多层六棱台、多层圆柱或多层圆台。

5.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述三维纳米结构包括一第一圆柱以及一设置于该第一圆柱上表面的第二圆柱，且第一圆柱的直径大于第二圆柱的直径，所述第一圆柱与第二圆柱为一体结构且同轴设置。

6.如权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一圆柱的底面直径为50纳米～1000纳米，高度为100纳米～1000纳米；所述第二圆柱的底面直径为10纳米～500纳米，高度为20纳米～500纳米。

7.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述多个三维纳米结构以阵列形式设置于所述硅片衬底的第二表面。

8.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述多个三维纳米结构按照简单立方排布、同心圆环排布或六角形密堆排布的方式设置在所述硅片衬底的第二表面。

9.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述多个三维纳米结构形成一个单一图案或多个图案。

10.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述三维纳米结构与硅片衬底为一体结构。

11.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述相邻的两个三维纳米结构之间的距离为10纳米～1000纳米。

12.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，进一步包括一本征隧道层，所述本征隧道层设置于所述硅片衬底及掺杂硅层之间。

13.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，进一步包括一纳米级的金属层，所述金属层包覆于所述掺杂硅层的表面。

14.如权利要求13所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属层的厚度为2nm～200nm。

15.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述上电极通过所述多个三维纳米结构部分悬空设置，并与所述掺杂硅层形成部分接触。

16.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述上电极包覆于所述掺杂硅层表面，并与所述掺杂硅层形成完全接触。

17.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述上电极为铟锡氧化物结构或碳纳米管结构。

18.一种太阳能电池，包括从下至上依次设置的一背电极，一硅片衬底，一掺杂硅层，以及一上电极，其特征在于，所述硅片衬底靠近上电极的表面设置有多个三维纳米结构，该三维纳米结构为阶梯状结构，所述掺杂硅层设置于三维纳米结构的表面。

19.一种太阳能电池的制备方法，其包括以下步骤：

提供一硅片衬底，所述硅片衬底具有一第一表面以及与该第一表面相对设置的一第二表面，所述硅片衬底的第二表面设置有多个阶梯状三维纳米结构；

在所述三维纳米结构表面及相邻三维纳米结构之间的硅片衬底的表面形成一掺杂硅层；

提供一上电极，并将所述上电极设置于所述掺杂硅层的至少部分表面；以及

提供一背电极，将所述背电极设置于所述硅片衬底的第一表面，使所述背电极与所述硅片衬底的第一表面欧姆接触。