[发明专利]多彩太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种多彩太阳能电池，包括硅衬底和其上的介质层，其特征在于：

所述硅衬底上置有表面形成PN结的有序硅纳米线阵列；

所述组成有序硅纳米线阵列的硅纳米线的线直径为50-120nm、线周期为500-1500nm；

所述介质层覆于硅纳米线上，其为厚1-200nm的氧化硅层，或氟化镁层，或氧化锆层，或氧化铝层，或聚-3己基噻吩有机半导体层。

2.根据权利要求1所述的多彩太阳能电池，其特征是有序硅纳米线阵列中的硅纳米线呈六方分布，或正方分布。

3.根据权利要求1所述的多彩太阳能电池，其特征是硅纳米线的线长为500-3000nm。

4.根据权利要求1所述的多彩太阳能电池，其特征是硅衬底为单晶硅衬底，或多晶硅衬底。

5.一种权利要求1所述多彩太阳能电池的制备方法，包括硅衬底的清洗，其特征在于主要步骤如下：

步骤1，先于硅衬底表面使用纳米球模板法或电子束曝光法或纳米压印技术制作有序掩模，再于表面覆有有序掩模的硅衬底上使用湿法工艺或反应离子刻蚀的博世工艺刻蚀出有序纳米线阵列，得到其上置有有序硅纳米线阵列的硅衬底；

步骤2，先使用扩散工艺对其上置有有序硅纳米线阵列的硅衬底进行表面掺杂硼元素，再于得到的其上置有表面形成PN结的有序硅纳米线阵列的硅衬底上使用化学气相沉积法或电子束蒸发法或原子层沉积技术或旋涂法制作介质层，得到中间产物；

步骤3，于中间产物上制作电极，制得多彩太阳能电池。

6.根据权利要求5所述的多彩太阳能电池的制备方法，其特征是硅衬底为单晶硅衬底，或多晶硅衬底。

7.根据权利要求5所述的多彩太阳能电池的制备方法，其特征是硅衬底的清洗为采用RCA标准清洗。

8.根据权利要求5所述的多彩太阳能电池的制备方法，其特征是使用纳米球模板法制作有序掩模的过程为，先将单层密排的聚苯乙烯胶体纳米球转移至硅衬底的表面后，缩小纳米球的直径到需要的尺寸，再以胶体球模板为掩膜，通过电子束蒸发设备于硅衬底的表面蒸发厚20-30nm的金膜，得到表面覆有有序金掩模的硅衬底。

9.根据权利要求8所述的多彩太阳能电池的制备方法，其特征是使用湿法工艺刻蚀出有序纳米线阵列的过程为，将表面覆有有序金掩模的硅衬底置于15-25vol％的氢氟酸水溶液中，使用金属辅助化学刻蚀技术刻蚀8-10min，得到其上置有有序硅纳米线阵列的硅衬底。

10.根据权利要求9所述的多彩太阳能电池的制备方法，其特征是使用化学气相沉积法制作氧化硅介质层的过程为，将其上置有表面形成PN结的有序硅纳米线阵列的硅衬底置于硅烷流量为20-30sccm、氧气流量为5-15sccm的混合气氛中，于200-500℃下10-50min，得到表面形成PN结的有序硅纳米线阵列的表面包覆有氧化硅层。