[发明专利]一种基于三维径向结纳米结构高功率质量比柔性太阳能电池的制备方法

权利要求书

1.一种基于三维径向结纳米结构高功率质量比柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于,以铝箔为衬底，在衬底上生长三维径向硅纳米线结构，覆盖非晶硅，形成PIN结构。

2.如权利要求1所述的一种基于三维径向结纳米结构高功率质量比柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，铝离子在200℃以上扩散至硅纳米线，使得硅纳米形成自然的P型掺杂。

3.如权利要求2所述的一种基于三维径向结纳米结构高功率质量比柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硅纳米线结构的形貌是纳米线或纳米柱或纳米棒或纳米金字塔结构中的一种或几种的组合。

4.如权利要求3所述的一种基于三维径向结纳米结构高功率质量比柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述三维径向硅纳米线结构由一个或多个纳米线阵列结构构成，纳米线阵列结构由自下而上的诱导方式生长而成，或使用自上而下的刻蚀方式形成纳米线阵列，刻蚀方式包括溶液法湿法刻蚀或者RIE干法刻蚀。

5.如权利要求4所述的一种基于三维径向结纳米结构高功率质量比柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用金属Sn或In或Au或Fe或Ni或Ga或Al作为催化剂诱导硅纳米线结构生长。

6.如权利要求4所述的一种基于三维径向结纳米结构高功率质量比柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，纳米线阵列结构由自下而上的诱导方式生长为纳米结构，并采用等离子化学气相沉积、低压气相沉积、化学气相沉积、激光烧蚀沉积、热蒸发、电子束蒸发、磁控溅射、溶胶－凝胶法中的一种或几种的组合进行薄膜制备。

7.如权利要求6所述的一种基于三维径向结纳米结构高功率质量比柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，作为三维构架的硅纳线结构和外层薄膜的掺杂技术是在生长过程或者薄膜沉积过程中通入掺杂气体PH₃或者B₂H₆从而实现N型或P型掺杂；利用扩散或离子注入方法获得不同掺杂类型的薄膜。

8.如权利要求7所述的一种基于三维径向结纳米结构高功率质量比柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硅纳米线结构和薄膜制备的方法：采用等离子化学气相沉积、低压气相沉积、化学气相沉积、激光烧蚀沉积、电子束蒸发或磁控溅射，溶胶－凝胶法中的一种或多种组合；多层薄膜的掺杂方式可以是淀积过程中通入PH₃或B₂H₆掺杂气源，也可以是沉积后利用扩散或离子注入方式实现掺杂分别生长N型非晶硅或P型非晶硅。

9.如权利要求1—8中任一项所述的一种基于三维径向结纳米结构高功率质量比柔性太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤包括：

1)衬底采用型号8011-O，厚度为9μm～250μm的铝箔；

2)将铝箔包裹在玻璃或硅片上用以固定衬底；

3)在基底表面蒸镀一层1nm～2nm的金属层作为催化剂；

4)在PECVD中氢气plasma处理从而形成直径约20nm～40nm的金属颗粒；采用VLS模式生长；在380℃～420℃下通入硅烷和硼烷生长直径20nm～40nm，长度800nm～1000nm的P型硅纳米线阵列；

5)在PECVD中140℃～180℃依次沉积80nm～100nm的本征氢化非晶硅和8nm～10nm的N型非晶硅构成PIN结构；然后磁控溅射溅射一层80nm～100nm厚的ITO作为顶电极；

6)最后再用shadow mask蒸镀Ag作为栅线。