[发明专利]具有色彩调变的太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有色彩调变的太阳能电池及其制备方法。太阳能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，硅纳米线的线直径为90‑150nm、线周期为500‑1500nm；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，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，之后，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。

主权项

1.一种具有色彩调变的太阳能电池的制备方法，该太阳能电池包括硅衬底，所述硅衬底上置有表面形成PN结的有序硅纳米线阵列；组成所述有序硅纳米线阵列的硅纳米线的线直径为90‑150nm、线周期为500‑1500nm；该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制作电极，制得具有色彩调变的太阳能电池；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；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。