[发明专利]一种基于LSP效应陷光增效新型减反射结构的制备方法

摘要

本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种基于LSP效应陷光增效新型减反射结构的制备方法。本发明先利用碱刻蚀在单晶硅表面刻蚀出锥体形貌，然后利用溅射-退火手段在锥体表面沉积一层非连续的银纳米颗粒的方法，得到了由银纳米颗粒与锥体结构复合的新型陷光结构。本发明结构在全太阳光谱范围内比单纯的锥体结构反射率降低3.4%。本发明采用了简单实用的硅片清洗与银纳米颗粒溅射沉积工艺过程，提出了一种更为有效的陷光结构的制备方法，利用常温湿法刻蚀手段，结合LSP效应，获得了比传统碱性刻蚀所得结构更高的减反射效果，该方法的设计与制备工艺为提高硅及硅薄膜太阳能电池的效率提供新的技术手段。

主权项

1.一种基于LSP效应陷光增效新型减反射结构的制备方法，其特征在于，先利用碱刻蚀在单晶硅表面刻蚀出锥体形貌，然后利用溅射-退火手段在锥体表面沉积一层非连续的银纳米颗粒的方法，得到了由银纳米颗粒与锥体结构复合的新型陷光结构，具体步骤如下：a.将电阻率为8Ωcm~13Ωcm的(100)单晶硅片浸泡在丙酮溶液中，在35℃水浴中超声10min~20min；然后用去离子水冲洗干净后，超声10min~15min；取出样品，放在CP4A清洗液中常温浸泡3min~5min，所述CP4A清洗液为质量分数为40%的氢氟酸、乙酸、质量分数为65%~68%的硝酸及超纯水组成的混合溶液，其中质量分数为40%的氢氟酸、乙酸、质量分数为65%~68%的硝酸及超纯水的体积比为3:5:3:22；最后用质量分数为14%的氢氟酸溶液浸泡2min~3min后，取出用去离子水冲洗干净，然后用氮气吹干，放入干燥器中备用；b.用质量分数为3%的氢氧化钠、体积分数为8%的异丙醇配置刻蚀液，其中质量分数为3%的氢氧化钠与体积分数为8%的异丙醇溶液的体积比为25：2，在80℃水浴条件下刻蚀经步骤1处理好的样品30min~50min，在硅表面刻蚀出锥体结构；c.利用高分辨磁控离子溅射仪在已刻蚀的锥体结构表面镀银，溅射电流为15mA~50mA、溅射时间为15s~30s；d.步骤c所得锥体结构表面镀银样品在氮气保护下，在350℃~400℃条件下，退火2h~3h，待冷却后，在硅表面形成一层粒径在40nm~100nm之间的非连续银纳米颗粒，即得到基于LSP效应陷光增效新型减反射结构。