[发明专利]光伏器件表面纳米化干法制绒制备方法

摘要

本发明“光伏器件表面纳米化干法制绒制备方法”属于光伏太阳能电池片制绒技术领域，适用于所有以硅材料为主的太阳能电池片，包括单晶硅、多晶硅、准单晶和非晶硅。通过使用反应离子干法腐蚀仪对太阳能电池片表面进行刻蚀工艺，使表面产生纳米化绒面，重新分布表面电子发射微米和纳米结构，从而捕获更多的太阳光能，有效提高金属电极与硅表面接触减小阻耗，优化钝化层机构进一步减少电子空穴的重新结合带来的损耗，使得电池片的反射光损失从300纳米至1000纳米波长的范围内都在5％以下，同时起到了表面钝化作用，减少了电子空穴重新结合的机会，使得最终光电转化效率得以提高。同时无需像传统光伏电池那样在上表面再添加一层防反射材料。

主权项

光伏器件表面纳米化干法制绒制备方法本专利公开张家港费曼光电科技有限公司独立开发的光伏器件表面纳米干法制绒制备方法，是用特殊的刻蚀制造工艺对太阳能单晶硅电池片、多晶硅电池片及非晶硅电池片表面进行纳米化处理，从而达到太阳能电池片制绒制备工艺，通过选择各种半导体材料的能带，晶体构向和纳米表面结构可以达到增强的吸收太阳光波段的光电特性。照射在这种特殊的纳米功能化硅晶圆表面的光子可以被完全捕获而无法逃离，从而全部转化为电能。另外这种特殊纳米结构对于硅材料对从紫外、可见光一直到近红外波段的光线吸收都有着极为显著的提高。另外与传统单晶多晶硅电子空穴结器件如固体硅光伏电池相比，我们的纳米功能化硅材料有着更大的电子空穴结截面积，这样使得光电转换效率得到极大提高。制备工艺结束后可以达到：1、利用表面纳米结构捕获更多的太阳光能，使得所有电池片的反射光损失在从300纳米至1000纳米波长的范围内都在5％以下，在紫外、可见光和近红外波段在各个入射角度都达到了95％以上，特别是在可见光波段对光线的捕捉率达到99％以上；、重新分布上表面的电子发射微米和纳米机构；提高金属电极与硅表面的接触状况减小阻耗；、优化钝化层机构进一步减少电子空穴的重新结合带来的损耗，由于特殊的纳米结构和晶体分子构向的匹配，纳米硅层与钝化层和导电层形成了晶格间的紧密接触从而形成良好的电子收集机构。当太阳光照射到半导体电子空穴结时，通过光电效应可以产生很多电子和空穴对；五、整个制备过程中可以有效的杜绝现有湿法制绒工艺中化学制剂对周边环境，特别是水域环境的污染。实现将现有的硅太阳能电池生产成本降低10％‑15％，并同时将现有的中低端低价光伏产品的光电转化效率提高20％‑30％的目标。特请求保护本专利中提到的通过特殊的刻蚀制造工艺对太阳能单晶硅电池片、多晶硅电池片及非晶硅电池片表面进行纳米化处理的一切方法，其特殊的刻蚀制造工艺包括光刻蚀、X射线刻蚀、电子束刻蚀和离子刻蚀。