[发明专利]一种硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池及其制备方法

摘要

本发明公开一种硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池及其制备方法，其制备方法包括清洗n型单面抛光硅片、刻蚀硅纳米线阵列、沉积氢化非晶硅薄膜、溅射AZO薄膜、蒸镀铝背电极、涂抹银前电极，从而获得基本结构：AZO/p‑a‑Si/i‑a‑Si/n‑c‑Si/Al的硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池。本发明提出了这种采用等离子体化学气相沉积技术，处理过程简单方便，低温耗能低，并且使用了磁控溅射设备掺杂，提高传导和收集光生载流子，进一步制备了硅纳米线阵列电池器件。

主权项

1.一种硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，硅纳米线阵列的制备：采用n型单面抛光硅片,在室温条件下，通过金属辅助化学刻蚀法制备获得硅纳米线阵列，硅纳米线阵列的一部分经过KOH刻蚀，另一部分则不经过KOH刻蚀，其中，金属辅助化学刻蚀法的实验条件为：Ag沉积液中各组分浓度为HF 4.8 mol/L，AgNO3 0.02mol/L，沉积时间为40 s；刻蚀液中各组分浓度为HF 4.8mol/L，H2O2 0.4mol/L，刻蚀时间为2‑10min；KOH溶液浓度为10wt%，刻蚀时间为0‑20s；步骤2，氢化非晶硅薄膜的制备：利用等离子体化学气相沉积法在不同刻蚀长度的硅纳米线上沉积氢化非晶硅薄膜，获得硅纳米线/氢化非晶硅薄膜表面；等离子体化学气相沉积的实验条件为：功率为150‑200W，气压为133‑150Pa，温度为250℃，硅烷流量0‑30sccm, 硼烷掺杂浓度0‑1%，沉积时间在2min‑30min；步骤3，AZO薄膜的制备：利用磁控溅射法在硅纳米线/氢化非晶硅薄膜表面上共形覆盖一层AZO透明导电薄膜；磁控溅射法的实验条件为：磁控溅射设备在射频功率为600W，沉积温度为100℃，沉积气压为0.65Pa，氢气掺杂量为2‑6%；步骤4，将步骤3处理后的硅片以银前电极作为正极，铝背电极作为负极即制得一种硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池。