[发明专利]用于太阳能电池的非晶硅薄膜陷光结构制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种用于太阳能电池的非晶硅薄膜陷光结构制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种半导体器件，它能够直接将太阳的光能转换为电能。由于它工作时无需水、油、燃料等，只要有光就能够发电，因而堪称当今世界上最清洁、最环保的可再生能源。基于太阳能无穷无尽且具有稳定性，同时具有很高的安全保障。因此，太阳能电池无疑会成为新能源利用的主要选择之一。

陷光是改善薄膜太阳电池光吸收进而提高其效率的关键技术之一。陷光措施主要采取蒸镀减反膜或在表面制备绒面，从减反效果来看，绒面优于减反膜，因此太阳能电池采用绒面技术是提高电池的效率的有效的措施之一。

现有技术中基于硅表面的绒面陷光结构主要通过化学腐蚀方法，通常是利用碱性腐蚀液体(如NaOH、KOH等)对单晶硅/多晶硅表面进行腐蚀而形成。对单晶硅表面进行腐蚀制造而成的绒面虽然可以通过增加光在晶硅层的散射来达到增加光吸收的目的，但是仍有超过30％的光能由于空气和晶硅界面折射率差异而通过反射损失掉。而其他方法如CN1983645A公开的一种多晶硅太阳能电池绒面的制备方法，在波长400-1000nm下的反射率也在20％以上，非晶硅薄膜的反射率较高，导致非晶硅太阳能电池的光吸收效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够降低薄膜反射率的用于太阳能电池的非晶硅薄膜陷光结构制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该用于太阳能电池的非晶硅薄膜陷光结构制备方法，包括以下步骤：

A、对衬底进行清洁处理；

B、在衬底表面沉积非晶硅薄膜；

C、对沉积在衬底表面的非晶硅薄膜进行纳秒激光扫描，从而在非晶硅表面形成陷光结构。

进一步的是，在步骤A中，对衬底采用如下所述的方式进行清洁处理：首先，将衬底浸泡在浓硫酸及重铬酸钾调配的溶液中去除表面的重金属颗粒及其他杂质；然后用去离子水清洗衬底；接着将衬底在丙酮和无水乙醇中分别进行超声清洗；最后用去离子水反复冲洗衬底并放置在酒精中。

进一步的是，衬底在丙酮和无水乙醇中分别进行超声清洗的时间为15min。

进一步的是，在进行步骤B之前，先将衬底用氮气吹干。

进一步的是，在步骤B中，采用PECVD化学气相沉积技术在衬底表面沉积非晶硅薄膜，并且在沉积的过程向PECVD反应室通入硅烷SiH₄和氩气Ar的混合气体。

进一步的是，所述SiH₄和Ar气的混合气体按照如下所述的比例混合而成，Ar/SiH₄的比值范围为1～20。

进一步的是，在步骤C中，对沉积在衬底表面的非晶硅薄膜进行纳秒激光扫描的具体方法如下：将制备好的非晶硅薄膜放入密闭腔中，并抽真空至1×10^-3Pa或以下；通入SF₆气体；使用532nm激光扫描薄膜表面，激光器重复频率为1-10Hz，脉冲宽度为6-10ns，能量密度为3mJ/cm²，扫描速度为0.4μm/s。

进一步的是，所述衬底为玻璃衬底或陶瓷衬底。

本发明的有益效果：本发明所述用于太阳能电池的非晶硅薄膜陷光结构制备方法通过用纳秒激光扫描非晶硅薄膜，在非晶硅薄膜表面可以形成明显的尖峰结构，可以大大降低非晶硅薄膜的反射率，在波长300-1100nm下的反射率最低可以达到0.8％，减反效果明显，基本实现了在整个太阳光辐射光谱范围内的宽光谱减反，而且，采用此种方法制备绒面陷光结构，具有易于大面积制备、生产工艺成熟、成本低廉的优点。

附图说明

图1是纳秒激光处理前的非晶硅薄膜反射光谱；

图2是纳秒激光扫描后的非晶硅薄膜反射光谱。

具体实施方式

为了解决现有技术中非晶硅薄膜反射率较高的问题，本发明提供了一种新的用于太阳能电池的非晶硅薄膜陷光结构制备方法，该方法是通过用纳秒激光扫描非晶硅薄膜，在非晶硅薄膜表面可以形成明显的尖峰结构，可以大大降低非晶硅薄膜的反射率，在波长300-1100nm下的反射率最低可以达到0.8％，减反效果明显，基本实现了在整个太阳光辐射光谱范围内的宽光谱减反，而且，采用此种方法制备绒面陷光结构，具有易于大面积制备、生产工艺成熟、成本低廉的优点。具体的，该用于太阳能电池的非晶硅薄膜陷光结构制备方法，包括以下步骤：

A、对衬底进行清洁处理；