[发明专利]多彩太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多彩太阳能电池及其制备方法。电池为硅衬底上置有表面形成PN结的有序硅纳米线阵列，其中，硅纳米线的直径为50‑120nm、周期为500‑1500nm，表面覆有厚1‑200nm的介质层；方法为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后，使用湿法工艺或反应离子刻蚀的博世工艺于其上刻蚀出有序纳米线阵列，再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，之后，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后，于其上制作电极，制得目的产物。它可极易于广泛地商业化应用于城市中的光伏发电系统。

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池及制备方法，尤其是一种多彩太阳能电池及其制备方法。

背景技术

近年来，随着光伏行业的不断发展，市场对光伏产品提出了更高的要求。将光伏产品集成在建筑屋顶、外墙屋顶、幕墙等处，以便将其与建筑集成一体化是光伏行业发展的主要方向。由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。目前，由于光伏组件一般为蓝色或黑色，当这些光伏组件用于同建筑物一体化时，色彩就显得比较单调，和许多建筑物搭配不相协调，在建筑外观设计中非常单一，影响了建筑物的美感。近期，人们为了使光伏电池组件与建筑结构实现更完美的融合，在改变光伏电池组件的颜色上作了一些有益的尝试和努力，如中国发明专利申请CN 102194918 A于2011年9月21日公布的一种彩色太阳能电池的制备方法。该发明专利申请中提及的彩色太阳能电池为传统的硅电池表面覆有氟化镁和氧化钇组成的彩色复合薄膜(介质层)；制备方法为选取氟化镁颗粒和氧化钇颗粒作为蒸发源，使用电子束蒸发设备对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，从而获得产物。这种产物虽可用作彩色太阳能电池，却和其制备方法都存在着不足之处，首先，产物中的氟化物和氧化钇的价格偏高，使产物的制造成本难以降低，制约了其商业化的应用；其次，制备方法也不能降低制造的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种结构合理、实用的多彩太阳能电池。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述多彩太阳能电池的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：多彩太阳能电池包括硅衬底和其上的介质层，特别是，

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。

作为多彩太阳能电池的进一步改进：

优选地，有序硅纳米线阵列中的硅纳米线呈六方分布，或正方分布。

优选地，硅纳米线的线长为500-3000nm。

优选地，硅衬底为单晶硅衬底，或多晶硅衬底。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述多彩太阳能电池的制备方法包括硅衬底的清洗，特别是主要步骤如下：

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(B)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；