[发明专利]蓝光响应增强的高效黑硅光伏器件

权利要求书

1.具有增强的蓝光响应的光伏器件，其包括：

硅衬底；

位于硅衬底一个侧面上的发射层，所述发射层的掺杂物水平提供至少90欧姆/sq的薄层电阻；以及

所述发射层上的抗反射表面，所述表面包括黑硅。

2.权利要求1的光伏器件，其中所述发射层的薄层电阻为90～170欧姆/sq。

3.权利要求1的光伏器件，其中所述黑硅的侧向结构尺寸为65～200纳米。

4.权利要求3的光伏器件，其中所述侧向结构的尺寸为所述黑硅的孔径或所述黑硅的柱外径。

5.权利要求1的光伏器件，其中所述黑硅不含金。

6.权利要求1的光伏器件，其中所述黑硅包含银或铜，并且其中银或铜的水平低于10¹⁹cm^-3。

7.权利要求1的光伏器件，其中所述光伏器件为太阳能电池，所述太阳能电池进一步包括所述抗反射表面上的钝化层；背面电接触，其位于所述硅衬底的与具有所述发射层的一侧相对的另一侧；和通过所述钝化层与所述发射层邻接的正面电接触。

8.权利要求7的光伏器件，其中所述钝化层包含氧化铝或氧化硅。

9.光伏器件，其包括：

具有背表面和接收光的正表面的硅晶片；

在所述接收光的正表面上的黑硅层，所述黑硅层包含侧向结构尺寸大于65纳米的多个纳米结构；以及

包含掺杂物的发射极，所述掺杂物通过黑硅层扩散并超出黑硅层，其深度进入到接收光的正表面中，其中所述掺杂物的最高水平低于约3x10²¹cm^-3。

10.权利要求9的光伏器件，其中所述黑硅层基本上不含有高复合金属颗粒。

11.权利要求9的光伏器件，其中所述掺杂物水平的范围使得所述发射极的薄层电阻为90～170欧姆/sq。

12.权利要求11的光伏器件，其进一步包括位于所述接收光的正表面上的正面接触，其中将所述正面接触下面的区域掺杂至超过所述发射极中掺杂物水平的水平，从而所述光伏器件是选择性发射的黑硅器件。

13.权利要求9的光伏器件，其中所述侧向结构的尺寸为80～150纳米并且该结构的深度或高度小于约500纳米。

14.权利要求8的光伏器件，其中所述光伏器件在400nm的内量子效率大于约60%。

15.制造光伏器件的方法，其包括：

在硅衬底表面上形成黑硅；

在硅衬底中形成发射极，其通过将掺杂物扩散到黑硅表面中来实现；

处理所述硅衬底，以除去黑硅表面的外层，从而除去一定体积的高掺杂的硅；

在所述黑硅表面上形成表面钝化涂层；以及

将正面电接触和背面电接触连接到所述硅衬底。

16.权利要求15的方法，其中在处理硅衬底以除去外层之后，发射极所具有的掺杂物水平提供至少约90欧姆/sq的薄层电阻。

17.权利要求15的方法，其中处理所述硅衬底以除去外层的方法包括将黑硅表面的纳米结构的侧向结构尺寸提高到65～200纳米。

18.权利要求15的方法，其中处理所述硅衬底以除去外层的方法包括用TMAH、KOH、NaOH、HF、和HNO₃中的至少一种来刻蚀黑硅表面一段时间。

19.权利要求18的方法，其中刻蚀时间为至少约10秒。

20.权利要求15的方法，其中在硅衬底的表面上形成黑硅的步骤包括金属辅助刻蚀。

21.权利要求20的方法，其中采用纳米粒子进行所述金属辅助刻蚀，所述纳米粒子由非高复合金属形成。

22.权利要求21的方法，其中采用银或铜纳米粒子进行所述金属辅助刻蚀。