[发明专利]基于硅基纳米线的太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于硅基纳米线的太阳能电池，包括依次叠层连接的背电极、硅衬底、扩散结构层、纳米线阵列、钝化层以及正面电极；其特征在于，所述硅衬底具有一金字塔型绒面，所述扩散结构层位于所述金字塔型绒面上，所述扩散结构层与所述硅衬底形成PN结；所述纳米线阵列通过在所述金字塔型绒面上刻蚀形成，每一纳米线包括掺杂类型相同的底部纳米线和顶部纳米线，其中，顶部纳米线比底部纳米线具有更高的掺杂浓度。

2.根据权利要求1所述的基于硅基纳米线的太阳能电池，其特征在于，所述顶部纳米线的长度为0.2～1μm，所述底部纳米线的长度为100～500nm。

3.根据权利要求1所述的基于硅基纳米线的太阳能电池，其特征在于，所述硅衬底为太阳能级硅衬底，p型或n型掺杂，晶面指数为(100)；当所述硅衬底为p型掺杂，则所述扩散结构层为磷扩散结构层；当所述硅衬底为n型掺杂，则所述扩散结构层为硼扩散结构层。

4.根据权利要求1-3任一所述的基于硅基纳米线的太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池还包括Al背场，位于所述背电极与硅衬底之间。

5.权利要求1-4所述的基于硅基纳米线的太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S101、提供一硅衬底，并用碱溶液腐蚀获得金字塔型绒面；

S102、在金字塔型绒面上进行第一次扩散，获得第一扩散结构层；

S103、在第一扩散结构层上进行湿法刻蚀，获得纳米线阵列；其中，由第一扩散结构层刻蚀形成顶部纳米线，由金字塔型绒面刻蚀形成底部纳米线；

S104、在金字塔型绒面上进行第二次扩散，获得第二扩散结构层，第二扩散结构层与硅衬底形成PN结，并使顶部纳米线比底部纳米线具有更高的掺杂浓度。

6.根据权利要求5所述的基于硅基纳米线的太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤S101中，所述碱溶液采用浓度为2～6％的KOH或NaOH溶液，腐蚀时间为20～40min，温度85～95℃。

7.根据权利要求5所述的基于硅基纳米线的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一扩散结构层和所述第二扩散结构层的方块电阻均为40～90Ω，深度为0.2～1μm。

8.根据权利要求5所述的基于硅基纳米线的太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤S103中，刻蚀溶液采用浓度为4.0～6.0M的氢氟酸和浓度为0.01～0.03M的银或镍的盐溶液的混合溶液，溶液温度为20℃～50℃，刻蚀时间为30s～3min。

9.根据权利要求5所述的基于硅基纳米线的太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤S103之后，还包括清洗纳米线阵列的步骤，依次采用去离子水、硝酸溶液、盐酸溶液以及去离子水清洗具有纳米线阵列的硅衬底。

10.根据权利要求5-9任一所述的基于硅基纳米线的太阳能电池的制备方法，其特征在于，该方法还包括步骤：在纳米线阵列上制备钝化层和正面电极；在与纳米线阵列相对一面的硅衬底上依次制备Al背场和背电极。