專利名稱：太陽能電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種太陽能電池的制備方法。
背景技術(shù)：
太陽能是當(dāng)今最清潔的能源之一，取之不盡、用之不竭。太陽能的利用方式包括光能-熱能轉(zhuǎn)換、光能-電能轉(zhuǎn)換和光能-化學(xué)能轉(zhuǎn)換。太陽能電池是光能-電能轉(zhuǎn)換的典型例子，是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特原理制成的。根據(jù)半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換材料種類不同，太陽能電池可以分為硅基太陽能電池、神化鎵太陽能電池、有機(jī)薄膜太陽能電池等。目前，太陽能電池以硅基太陽能電池為主?，F(xiàn)有技術(shù)中的太陽能電池包括:ー背電極、一娃片襯底、一摻雜娃層和ー上電極。所述太陽能電池中娃片襯底和摻雜娃層形成P-N結(jié)，所述P-N結(jié)在太陽光的激發(fā)下產(chǎn)生多個電子-空穴對(激子)，所述電子-空穴對在靜電勢能作用下分離并分別向所述背電極和上電極移動。如果在所述太陽能電池的背電極與上電極兩端接上負(fù)載，就會有電流通過外電路中的負(fù)載。然而，現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池的制備方法中，制備的摻雜硅層的表面為一平整的平面結(jié)構(gòu)，其表面積較小，因此，使所述太陽能電池的取光面積較小，所述太陽能電池對光線的利用率較低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供ー種能夠提高所述太陽能電池的取光面積的制備方法。一種太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:提供ー硅基板，所述硅基板具有一第一表面以及與該第一表面相對設(shè)置的一第二表面；在所述娃基板的第二表面設(shè)置ー圖案化的掩模層，所述圖案化的掩模層包括多個并排延伸的條形凸起結(jié)構(gòu)，相鄰的條形凸起結(jié)構(gòu)之間形成ー溝槽，所述硅基板通過該溝槽暴露出來；刻蝕所述硅基板，使所述掩模層中相鄰的多個條形凸起結(jié)構(gòu)依次兩兩閉合，形成多個三維納米結(jié)構(gòu)預(yù)制體；去除所述掩模層，在所述娃基板的第二表面形成多個M形三維納米結(jié)構(gòu)；在所述三維納米結(jié)構(gòu)表面形成一摻雜娃層；在所述摻雜硅層的至少部分表面設(shè)置ー上電極；以及設(shè)置一背電極與所述硅基板歐姆接觸?！N太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:提供ー硅基板，所述硅基板具有一第一表面以及與該第一表面相對設(shè)置的一第二表面；在所述娃基板的第二表面設(shè)置ー圖案化的掩模層，所述圖案化的掩模層包括多個并排延伸的條形凸起結(jié)構(gòu)，相鄰的條形凸起結(jié)構(gòu)之間形成ー溝槽，所述硅基板通過該溝槽暴露出來；刻蝕所述硅基板，使所述掩模層中相鄰的多個條形凸起結(jié)構(gòu)依次兩兩閉合，形成多個三維納米結(jié)構(gòu)預(yù)制體；去除所述掩模層，在所述娃基板的第二表面形成多個M形三維納米結(jié)構(gòu)；在所述三維納米結(jié)構(gòu)表面形成一摻雜娃層；在所述摻雜娃層的表面形成一金屬層；在所述金屬層的至少部分表面設(shè)置ー上電極；以及設(shè)置一背電極與所述硅基板歐姆接觸。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的太陽能電池的制備方法通過在所述硅片襯底的表面設(shè)置多個M形的三維納米結(jié)構(gòu)，從而使所述摻雜硅層形成多個三維納米結(jié)構(gòu)，進(jìn)而可以
提高所述太陽能電池的取光面積，減少光線的反射，從而可以進(jìn)ー步提高所述太陽能電池
對光線的利用率。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的太陽能電池中硅片襯底的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2所述的硅片襯底的掃描電鏡照片。圖4為圖2所示的三維納米結(jié)構(gòu)陣列沿IV-1V線的剖視圖。圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的太陽能電池的制備方法的流程圖。圖6為圖5所示制備方法中形成多個三維納米結(jié)構(gòu)的制備方法的流程圖。圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的太陽能電池的制備方法的流程圖。主要元件符號說明
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池的制備方法，包括以下步驟: 提供ー娃基板，所述娃基板具有相對設(shè)置的一第一表面以及ー第二表面； 在所述硅基板的第二表面設(shè)置ー圖案化的掩模層，所述圖案化的掩模層包括多個并排延伸的條形凸起結(jié)構(gòu)，相鄰的條形凸起結(jié)構(gòu)之間形成ー溝槽，所述硅基板通過該溝槽暴露出來； 刻蝕所述硅基板，使所述掩模層中相鄰的多個條形凸起結(jié)構(gòu)依次兩兩閉合，形成多個三維納米結(jié)構(gòu)預(yù)制體； 去除所述掩模層，在所述硅基板的第二表面形成多個M形三維納米結(jié)構(gòu)； 在所述三維納米結(jié)構(gòu)表面形成ー摻雜娃層； 在所述摻雜硅層的至少部分表面設(shè)置ー上電極；以及 設(shè)置ー背電極與所述硅基板歐姆接觸。
2.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述刻蝕襯底的過程中，相鄰兩個條形凸起結(jié)構(gòu)的頂端逐漸靠在一起，使所述多個條形凸起結(jié)構(gòu)兩兩閉合。
3.按權(quán)利要求2所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，在所述相鄰兩個條形凸起結(jié)構(gòu)閉合的過程中，對應(yīng)閉合位置處的硅基板被刻蝕的速度小于未閉合位置處硅基板被刻蝕的速度。
4.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述閉合的兩個條形凸起結(jié)構(gòu)之間的硅基板表面形成 第一凹槽，未閉合的相鄰的兩個凸起結(jié)構(gòu)之間的硅基板表面形成第二凹槽，且所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度。
5.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述刻蝕硅基板的方法為等離子體刻蝕，具體包括以下步驟: 對未被掩模層覆蓋的娃基板表面進(jìn)行刻蝕，使娃基板表面形成多個凹槽，所述凹槽的深度基本相同； 在所述等離子體的轟擊作用下，所述掩模中相鄰的兩個條形凸起結(jié)構(gòu)逐漸相向傾倒，使所述兩個條形凸起結(jié)構(gòu)的頂端逐漸兩兩靠在一起而閉合，所述等離子體對該閉合位置內(nèi)所述硅基板的刻蝕速率逐漸減小，從而在硅基板的表面形成第一凹槽，在未發(fā)生閉合的兩個條形凸起結(jié)構(gòu)之間的硅基板表面形成第二凹槽，且形成的所述第二凹槽的深度大于所述第一凹槽的深度。
6.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述硅基板的刻蝕方法為在ー感應(yīng)耦合等離子體系統(tǒng)中通過等離子體刻蝕的方法。
7.按權(quán)利要求6所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述等離子體刻蝕中的刻蝕氣體包括Cl2、BC13、O2及Ar2氣體。
8.按權(quán)利要求7所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述混合氣體的通入速率為8sccnTl50sccm，形成的氣壓為0.5帕 15帕，刻蝕時間為5秒 5分鐘。
9.按權(quán)利要求8所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述Cl2的通入速率為2sccm 60sccm,所述BCl3的通入速率為2sccm 30sccm,所述O2的通入速率為3sccm 40sccm,所述Ar2的通入速率為Isccm 20sccm。
10.按權(quán)利要求9所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述等離子系統(tǒng)的功率為70W，氣壓為2Pa，刻蝕時間為120秒，所述Cl2的通入速率為26sccm，所述BCl3的通入速率為16sccm,所述O2的通入速率為20sccm,所述Ar2的通入速率為lOsccm。
11.按權(quán)利要求10所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，形成所述第一凹槽的深度為30納米 120納米，形成所述第二凹槽的深度為100納米 200納米。
12.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述掩模包括一第一掩模及第二掩模依次層疊設(shè)置于硅基板表面。
13.按權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述第一掩模的厚度為100納米 500納米，所述第二掩模的厚度為100納米 500納米，所述第一掩模的材料為ZEP520A，所述第二掩模的材料為HSQ。
14.按權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述掩模層的納米壓印及刻蝕包括以下步驟: 提供一表面具有納米圖形的模板； 將模板形成有納米圖形的表面與所述第二掩模貼合； 在常溫下擠壓所述模板與硅基板后并脫模，在第二掩模中形成多個凹槽； 通過刻蝕去除所述凹槽底部的部分第二掩模，露出第一掩模； 刻蝕凹槽底部的第一掩模，露出硅基板。
15.一種太陽能電池的制備方法，包括以下步驟: 提供ー娃基板，所述娃基板具有相對設(shè)置的一第一表面以及ー第二表面； 在所述硅基板的第二表面設(shè)置ー圖案化的掩模層，所述圖案化的掩模層包括多個并排延伸的條形凸起結(jié)構(gòu)，相鄰的條形凸起結(jié)構(gòu)之間形成ー溝槽，所述硅基板通過該溝槽暴露出來； 刻蝕所述硅基板，使所述掩模層中相鄰的多個條形凸起結(jié)構(gòu)依次兩兩閉合，形成多個三維納米結(jié)構(gòu)預(yù)制體； 去除所述掩模層，在所述硅基板的第二表面形成多個M形三維納米結(jié)構(gòu)； 在所述三維納米結(jié)構(gòu)表面形成ー摻雜娃層； 在所述摻雜娃層的表面形成一金屬層； 在所述金屬層的至少部分表面設(shè)置ー上電極；以及 設(shè)置ー背電極與所述硅基板歐姆接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電池的制備方法，包括以下步驟提供一硅基板，所述硅基板具有一第一表面以及與該第一表面相對設(shè)置的一第二表面；在所述硅基板的第二表面設(shè)置一圖案化的掩模層，所述圖案化的掩模層包括多個并排延伸的條形凸起結(jié)構(gòu)，相鄰的條形凸起結(jié)構(gòu)之間形成一溝槽，所述硅基板通過該溝槽暴露出來；刻蝕所述硅基板，使所述掩模層中相鄰的多個條形凸起結(jié)構(gòu)依次兩兩閉合，形成多個三維納米結(jié)構(gòu)預(yù)制體；去除所述掩模層，在所述硅基板的第二表面形成多個M形三維納米結(jié)構(gòu)；在所述三維納米結(jié)構(gòu)表面形成一摻雜硅層；在所述摻雜硅層的至少部分表面設(shè)置一上電極；以及設(shè)置一背電極與所述硅基板歐姆接觸。
文檔編號H01L31/18GK103094401SQ201110331458
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者朱振東, 李群慶, 范守善 申請人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司