[发明专利]一种高效多晶黑硅电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效多晶黑硅电池。

背景技术

随着科学技术的发展，能源危机也随之扩大。化石类燃料的大量耗用所引发的温室效应、酸雨等环境问题，迫切需要在世界范围内开发和有效利用新能源。相对于石油和煤炭仅存在地球的少数地方，太阳能不存在所谓的太阳能匮乏区域，因此，太阳能的有效利用成为一种广阔的发展前景。目前，晶体硅的太阳能电池片的光伏发电是当前光伏领域的主流技术。而黑硅以其材料优异的陷光性，引起了光伏界的广泛关注。黑鬼是一种具有纳米陷光结构的新型半导体光电材料，用黑硅材料制成的黑硅电池几乎无反射，并且在较宽的光谱范围内有优异的吸光性能，有利于组件的光电转换效率。

目前，制备黑硅的技术有：(1)飞秒激光刻蚀法(2)金属辅助化学溶液刻蚀法(3)反应离子刻蚀法等。飞秒激光刻蚀法但是这种制绒方法对太阳能电池的制备工艺来说，成本太高。金属辅助化学溶液刻蚀法虽操作简单，但是其转换效率不高。反应离子刻蚀法但是该技术中高能等离子体对硅表面的损伤较大，同时需要昂贵的等离子真空设备，应用于大规模生产的电池片成本较高。

发明内容

本发明针对现有方法的弊端，提出了一种转换效率高、成本低的一种高效多晶黑硅电池。

为了达成上述目的，采用的具体技术方案是：

(1)用浓度为50％的氢氟酸溶液50mL，浓度为60％的硝酸溶液23mL，以及浓度为30％的双氧水溶液15mL，使三者溶液混合均匀；

(2)用上述混合溶液对基片进行浸泡，浸泡时间为10-15s，去除表面机割损伤层；

(3)取浓度为45％的氢氧化钠溶液30mL清洗表面污染物，然后用去离子水对基片进行清洗，氮气吹干，最后进行等离子水浸没离子注入制备高效多晶黑硅电池。所述的试验样品为上用的p型多晶硅材料，电阻率为1-3Ω·cm，厚度为250微米，尺寸为15.5*15.6。

所述的等离子浸没离子注入设备为中国科学院微电子研究所研制的等离子体浸没离子注入机。

本发明的应用方法为：用浓度为50％的氢氟酸溶液50mL，浓度为60％的硝酸溶液23mL，以及浓度为30％的双氧水溶液15mL，使三者溶液混合均匀；用上述混合溶液对基片进行浸泡，浸泡时间为10-15s，去除表面机割损伤层；取浓度为45％的氢氧化钠溶液30mL清洗表面污染物，然后用去离子水对基片进行清洗，氮气吹干，最后进行等离子水浸没离子注入制备高效多晶黑硅电池。

具体实施方案

一种高效多晶黑硅电池，方法为：

(1)用浓度为50％的氢氟酸溶液50mL，浓度为60％的硝酸溶液23mL，以及浓度为30％的双氧水溶液15mL，使三者溶液混合均匀；

(2)用上述混合溶液对基片进行浸泡，浸泡时间为10-15s，去除表面机割损伤层；

(3)取浓度为45％的氢氧化钠溶液30mL清洗表面污染物，然后用去离子水对基片进行清洗，氮气吹干，最后进行等离子水浸没离子注入制备高效多晶黑硅电池。所述的试验样品为上用的p型多晶硅材料，电阻率为1-3Ω·cm，厚度为250微米，尺寸为15.5*15.6。

所述的等离子浸没离子注入设备为中国科学院微电子研究所研制的等离子体浸没离子注入机。

实例1

用浓度为50％的氢氟酸溶液50mL，浓度为60％的硝酸溶液23mL，以及浓度为30％的双氧水溶液15mL，使三者溶液混合均匀；用上述混合溶液对基片进行浸泡，浸泡时间为10-15s，去除表面机割损伤层；取浓度为45％的氢氧化钠溶液30mL清洗表面污染物，然后用去离子水对基片进行清洗，氮气吹干，最后进行等离子水浸没离子注入制备高效多晶黑硅电池，最后检测出平均光电转换效率为18.12％，部分电池片的效率为18.46％。

实例2

用浓度为50％的氢氟酸溶液50mL，浓度为60％的硝酸溶液23mL，以及浓度为30％的双氧水溶液15mL，使三者溶液混合均匀；用上述混合溶液对基片进行浸泡， 浸泡时间为13s，去除表面机割损伤层；取浓度为45％的氢氧化钠溶液30mL清洗表面污染物，然后用去离子水对基片进行清洗，氮气吹干，最后进行等离子水浸没离子注入制备高效多晶黑硅电池，最后检测出平均光电转换效率为18.12％，部分电池片的效率为18.46％。

实例3

用浓度为50％的氢氟酸溶液50mL，浓度为60％的硝酸溶液23mL，以及浓度为30％的双氧水溶液15mL，使三者溶液混合均匀；用上述混合溶液对基片进行浸泡，浸泡时间为15s，去除表面机割损伤层；取浓度为45％的氢氧化钠溶液30mL清洗表面污染物，然后用去离子水对基片进行清洗，氮气吹干，最后进行等离子水浸没离子注入制备高效多晶黑硅电池，最后检测出平均光电转换效率为18.12％，部分电池片的效率为18.46％。