一種微納結(jié)構(gòu)太陽能電池及其背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種微納結(jié)構(gòu)太陽能電池及其背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，該方法先提供一玻璃基底；然后利用刻蝕工藝刻蝕所述玻璃基底，使得玻璃基底表面為柱狀陣列結(jié)構(gòu)；最后采用離子束刻蝕技術(shù)，旋轉(zhuǎn)一預(yù)定角度，獲到表面為無棱角周期性微納結(jié)構(gòu)的玻璃基底，該無棱角周期性微納結(jié)構(gòu)即為陷光結(jié)構(gòu)。該發(fā)明提供的陷光結(jié)構(gòu)位于太陽能電池的背面，通過該結(jié)構(gòu)的反射、折射和散射，增加了光在太陽能電池中的光程，此外，利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)和離子束刻蝕技術(shù)獲得表面無棱角周期性的微納陷光結(jié)構(gòu)后，可以避免后續(xù)沉積電極和硅基薄膜時(shí)出現(xiàn)沉積不均勻、導(dǎo)電層斷路等問題。
【專利說明】一種微納結(jié)構(gòu)太陽能電池及其背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種微納結(jié)構(gòu)太陽能電池及其背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶硅薄膜太陽能電池中光損失主要來源于以下三方面:表面反射的損失；進(jìn)光面電極材料的覆蓋面積對入射光總能量的損失；由于電池厚度過薄而造成的透射損失。在電池中引入陷光結(jié)構(gòu)可以有效地減小吸收層的厚度，進(jìn)而減少了沉積時(shí)間。在p-1-n結(jié)構(gòu)非晶硅薄膜太陽能電池中，陷光結(jié)構(gòu)是聯(lián)合前電極的微納結(jié)構(gòu)和高的背反射電極來實(shí)現(xiàn)的。通過采用具有微納結(jié)構(gòu)的襯底，使入射光在進(jìn)光面不斷發(fā)生漫散射或發(fā)生多次反射，這樣光通過電池本征i層的有效路徑增加了，從而提高了入射光的收集效率，電池光譜響應(yīng)明顯提高，這是非晶硅薄膜太陽能電池新的發(fā)展方向。
[0003]由于非晶硅薄膜電池有著低于Iym的厚度，引入陷光結(jié)構(gòu)，可以提高電池的效率。實(shí)際上，在單晶硅和多晶硅薄膜太陽能電池中采用的絨面結(jié)構(gòu)、V型槽結(jié)構(gòu)、刻蝕的金字塔結(jié)構(gòu)等都是為了增加入射光在電池中的散射、折射、反射等傳播特性，但是這些結(jié)構(gòu)的橫向尺寸很難減小到幾微米，限制了其在非晶硅薄膜電池中的應(yīng)用。而在非晶硅薄膜太陽能電池背面采用陷光結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)的反射、折射和散射，將入射光線分散到各個(gè)角度，可以增加光在太陽能電池中的光程，使光吸收增加。因此，在非晶硅太陽能電池中引入陷光結(jié)構(gòu)有利于提高太陽電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率。對于超薄的非晶硅薄膜太陽能電池，超薄的P-1-n結(jié)構(gòu)可將內(nèi)建電勢場提高，將光致衰退效應(yīng)降為最低，甚至為零(V.Shah, H.Schade, M.Vanecek, J.Meier, E.Vallat-Sauvain, N.ffyrsch, U.Kroll, C.Drozj and J.Bailat “Thin-film Silicon Solar Cell Technology，，，Prog.Photovolt.Res.App1.2004，12 (23): 113-142.P.Lechnerj W.Frammelsbergerj W.Psykj R.Geyerj H.Maurusj D.Lundszienj H.Watnerj and B.Eichhorn “Status of perform ance of thinfilm silicon solar cells and modules，，，Conference record of the23rd EuropeanPhotovoltaic Solar Energy Conference，2008:20232026.)。VivianE.Ferry 等使用軟壓印技術(shù)轉(zhuǎn)移出具有微納結(jié)構(gòu)的單結(jié)非晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)襯底，依次在其表面沉積金屬層Ag、背電極層ZnO:Al、n-1-p結(jié)構(gòu)的非晶娃a_S1:H層、前電極層ΙΤ0。n-1-p結(jié)構(gòu)厚度僅為 340nm 時(shí)，電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 6.6% (Vivian E.Ferry, Marc A.Verschuuren, HongboB.T.Li,Light trapping in ultrathinplasmonic solar cells,OPTICS EXPRESS,2010,18
(S2):A237-A245)0
[0004]目前光刻技術(shù)是制備圖形結(jié)構(gòu)廣泛采用的制備方法。轉(zhuǎn)移圖形結(jié)構(gòu)的刻蝕(RIE、DRIE等)工藝，可以控制制備的結(jié)構(gòu)的大小、高度等參數(shù)。一般來說，由此工藝制備的陷光結(jié)構(gòu)，其上表面在同一平面上，上表面與側(cè)壁面具有一定夾角，因此會(huì)出現(xiàn)明顯的棱角。非晶硅薄膜太陽能電池中，由于后續(xù)沉積薄膜厚度很薄，每層沉積厚度從幾十納米到幾百納米不等，特別是電極層只有幾十納米，陷光結(jié)構(gòu)中棱角的存在會(huì)使得后續(xù)沉積工藝易出現(xiàn)沉積不均勻、導(dǎo)電層斷路等問題，如此將導(dǎo)致太陽能電池內(nèi)部出現(xiàn)斷路。
[0005]因此，如何制備出無棱角陷光結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)技術(shù)人員需要解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種微納結(jié)構(gòu)太陽能電池及其背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中太陽能電池背面陷光結(jié)構(gòu)棱角的存在導(dǎo)致后續(xù)沉積工藝出現(xiàn)沉積不均勻等問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種太陽能電池背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，其至少包括步驟:
[0008]I)提供一玻璃基底；
[0009]2)利用刻蝕工藝刻蝕所述玻璃基底，使得玻璃基底表面為柱狀陣列結(jié)構(gòu)；
[0010]3)采用離子束刻蝕技術(shù)，旋轉(zhuǎn)一預(yù)定角度，獲到表面為無棱角周期性微納結(jié)構(gòu)的玻璃基底，該無棱角周期性微納結(jié)構(gòu)即為陷光結(jié)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選地，利用離子束刻蝕技術(shù)刻蝕的時(shí)間為2飛min，所述旋轉(zhuǎn)的預(yù)定角度為30?60°，屏柵束流為30mA，固定電壓為500V。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟2)包括如下步驟:先在所述玻璃基底上制備形成金屬層；然后在所述金屬層上涂敷光刻膠層，利用光刻技術(shù)獲得所需要的光刻膠圖形；接著刻蝕工藝刻蝕所述金屬層和玻璃基底；去除金屬層之后獲得表面為柱狀陣列結(jié)構(gòu)的玻璃基底。
[0013]優(yōu)選地，所述金屬層的材料為鉻Cr，光刻技術(shù)中曝光方式為接觸式紫外曝光，所述光刻膠圖形的線寬為50(Tl000nm。
[0014]優(yōu)選地，刻蝕所述金屬層采用的是濕法刻蝕工藝，所用的溶液為硝酸鈰銨和高氯酸的混合溶液，其中，每IOOml的刻蝕液中，硝酸鈰銨為5?20g ;高氯酸為2?8ml，其余量為水。
[0015]優(yōu)選地，刻蝕所述玻璃基底采用的是反應(yīng)離子刻蝕工藝，所用的反應(yīng)氣體為CHF3,流量為30SCCm，所述玻璃基底中被刻蝕出的圖形的深寬比為1:1。
[0016]優(yōu)選地，去除所述金屬層所用的腐蝕液與濕法刻蝕所用的溶液相同，為硝酸鈰銨和高氯酸的混合溶液。
[0017]本發(fā)明還提供一種微納結(jié)構(gòu)太陽能電池，該太陽能電池至少包括:具有無棱角周期性微納陷光結(jié)構(gòu)的玻璃基底、位于所述玻璃基底上的背電極層、設(shè)于所述背電極層上的非晶硅薄膜層、及設(shè)于所述非晶硅薄膜層上的前電極層。
[0018]如上所述，本發(fā)明的微納結(jié)構(gòu)太陽能電池及其背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，具有以下有益效果:在太陽能電池背面引入表面無棱角周期性微納陷光結(jié)構(gòu)，通過該結(jié)構(gòu)的反射、折射和散射，將入射光線分散到各個(gè)角度，從而增加光在太陽能電池中的光程，使光吸收增力口，進(jìn)而提高電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率。另外，更重要的是，通過反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)和離子束刻蝕技術(shù)的結(jié)合獲得表面無棱角周期性微納陷光結(jié)構(gòu)，有利于實(shí)現(xiàn)可見光區(qū)域光散射和后續(xù)硅基薄膜的沉積。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明提供的玻璃基底的結(jié)構(gòu)示意圖。[0020]圖2為金屬層上涂敷光刻膠層并形成所需圖形后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為刻蝕金屬層后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為刻蝕玻璃基底后的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0023]圖5為具有柱狀陣列結(jié)構(gòu)表面的玻璃基底結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6為具有無棱角周期性微納結(jié)構(gòu)表面的玻璃基底結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖7為背面具有微納陷光結(jié)構(gòu)的太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]元件標(biāo)號(hào)說明
[0027]I 玻璃基底
[0028]11柱狀陣列結(jié)構(gòu)
[0029]12無棱角周期性陷光結(jié)構(gòu)
[0030]2 背電極層
[0031]3 非晶硅薄膜層
[0032]4 前電極層
[0033]5 金屬層
[0034]6 光刻膠層
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0036]請參閱附圖。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，所以，圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0037]實(shí)施例一
[0038]本發(fā)明提供一種微納結(jié)構(gòu)太陽能電池背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，其具體包括如下步驟:
[0039]( I)提供一玻璃基底I。
[0040]請參閱圖1。在進(jìn)行后續(xù)工藝之前，可以對提供的玻璃基板I進(jìn)行清洗，去除玻璃基板I上的雜質(zhì)，避免影響太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換性能。
[0041](2)利用刻蝕工藝刻蝕所述玻璃基底1，使得玻璃基底I表面為柱狀陣列結(jié)構(gòu)11 ;
[0042]此步驟包括如下:先在所述玻璃基底I上制備形成金屬層5 ;然后在所述金屬層5上涂敷光刻膠層6，利用光刻技術(shù)獲得所需要的光刻膠圖形；接著刻蝕工藝刻蝕所述金屬層5和玻璃基底I ;去除金屬層之后獲得表面為柱狀陣列結(jié)構(gòu)11的玻璃基底I。
[0043]其中，所述金屬層5包括但不限于鉻Cr等金屬材料，本實(shí)施例中，金屬層5優(yōu)選為Cr材料且所述金屬層5的厚度為50nm。
[0044]所述光刻技術(shù)使用的設(shè)備為普通光刻設(shè)備，用紫外光作為曝光光源，曝光方式為接觸式曝光。所述光刻膠圖形的線寬為500nm，如圖2所示。將所述光刻膠層6作為掩膜層，采用濕法刻蝕工藝刻蝕所述金屬層5，開出金屬層5的窗口，如圖3所示。
[0045]刻蝕金屬層5采用的工藝為濕法刻蝕，當(dāng)然也可以用其他熟知的刻蝕工藝，本實(shí)施例刻蝕金屬層5采用的是濕法刻蝕工藝，如圖3所示，利用濕法刻蝕工藝刻蝕所述金屬層5所用的溶液為硝酸鈰銨和高氯酸的混合溶液，其中，所述混合溶液的配比為:每IOOml的刻蝕液中，硝酸鋪銨為5g ;高氯酸為2ml,其余量為水。
[0046]而刻蝕玻璃基底I利用的是反應(yīng)離子刻蝕工藝，刻蝕玻璃基底I時(shí)將所述金屬層5作為掩膜層，請參閱圖4，所述反應(yīng)離子刻蝕工藝所用的反應(yīng)氣體為CHF3，流量為30sCCm。所述玻璃基底I中被刻蝕出的圖形的深寬比為1:1。
[0047]優(yōu)選地，去除所述金屬層5所用的腐蝕液與濕法刻蝕所用的溶液相同，都為硝酸鈰銨和高氯酸的混合溶液。得到的表面為柱狀陣列結(jié)構(gòu)11的玻璃基底如圖5所示。
[0048](3)最后采用離子束刻蝕技術(shù)，旋轉(zhuǎn)一預(yù)定角度，獲到表面為無棱角周期性微納結(jié)構(gòu)12的玻璃基底I，該無棱角周期性微納結(jié)構(gòu)12即為陷光結(jié)構(gòu)。
[0049]此步驟中，利用離子束刻蝕技術(shù)刻蝕的時(shí)間為2min，所述旋轉(zhuǎn)的預(yù)定角度為30°，屏柵束流為30mA，固定電壓為500V，表面無棱角的玻璃基底I結(jié)構(gòu)如圖6所示，獲得的微納陷光結(jié)構(gòu)能夠更好地對入射太陽能電池的光線進(jìn)行反射、折射和散射。
[0050]本發(fā)明還提供一種微納結(jié)構(gòu)太陽能電池，該太陽能電池為非晶硅太陽能電池，其陷光結(jié)構(gòu)是利用本發(fā)明提供的制備方法所制備的，且該陷光結(jié)構(gòu)位于非晶硅太陽能電池的背面。所述背面具有陷光結(jié)構(gòu)的非晶硅太陽能電池如圖7所示，其至少包括:具有無棱角周期性微納陷光結(jié)構(gòu)12的玻璃基底1、位于所述玻璃基底I上的背電極層2、設(shè)于所述背電極層2上的非晶硅薄膜層3、及設(shè)于所述非晶硅薄膜層3上的前電極層4。
[0051]所述背電極層2可以采用化學(xué)氣相沉積方法形成，但不限于此。所述背電極層2為 Al 摻雜的 ZnOJP ZnO:Al。
[0052]進(jìn)一步地，所述非晶硅薄膜層3依次包括P型非晶硅層、N型非晶硅層和夾于P型非晶硅層與N型非晶硅層之間的本征非晶硅層(即未摻雜的I層)。其中，三層非晶硅均為a-Si薄膜。
[0053]所述前電極層4的材料包括但不限于ITO或FTO等。本實(shí)施例中，前電極層4材料優(yōu)選為ΙΤ0。
[0054]需要說明的是，由于玻璃基底I表面無棱角周期性陷光結(jié)構(gòu)12的存在，后續(xù)形成的背電極層2、非晶硅薄膜層3以及前電極層4表面都呈現(xiàn)周期性的無棱角波浪型起伏結(jié)構(gòu)，不會(huì)出現(xiàn)沉積不均勻或?qū)щ妼佣搪返葐栴}。
[0055]當(dāng)然，非晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)除了上述的表面具有無棱角周期性微納陷光結(jié)構(gòu)的玻璃基底1、背電極層2、非晶硅薄膜層3和前電極層4以外，還包括保護(hù)背板等結(jié)構(gòu)，在此不再一一贅述。
[0056]實(shí)施例二
[0057]本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，制備陷光結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)不同，具體如下:
[0058]I)米用玻璃基板作為基底，在該玻璃基底上沉積一金屬層作為掩模層。所述金屬層為Cr等金屬，厚度為70nm。
[0059]2)采用接觸式紫外曝光的光刻技術(shù)在所述玻璃基底上獲得所需光刻膠圖形，所述光刻膠圖形的線寬為700nm。[0060]3)利用光刻膠作為掩模，濕法刻蝕出金屬層的窗口，所用混合溶液的成分配比為:每IOOml的刻蝕液中,硝酸鋪銨為llg，高氯酸為4.4ml,余量為水。
[0061]4)利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，刻蝕玻璃基底，反應(yīng)氣體為CHF3，流量為30sCCm，所述玻璃基底中被刻蝕出的圖形的深寬比為1:1。
[0062]5)采用與步驟3)中相同的溶液去除金屬層，得到表面呈柱狀陣列的玻璃基底結(jié)構(gòu)。
[0063]6)采用離子束刻蝕技術(shù)，旋轉(zhuǎn)角度為40°，刻蝕時(shí)間為3min，屏柵束流為30mA，固定電壓為500V，獲得表面為無棱角周期性微納陷光結(jié)構(gòu)的玻璃基底。
[0064]在上述制備的陷光結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上依次沉積背電極層、非晶硅薄膜層及前電極層，即可獲得非晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)。
[0065]實(shí)施例三
[0066]本實(shí)施例與實(shí)施例一、二的區(qū)別在于，制備陷光結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)不同，具體如下:
[0067]I)米用玻璃基板作為基底，在該玻璃基底上沉積一金屬層作為掩模層。所述金屬層為Cr等金屬，厚度為80nm。
[0068]2)采用接觸式紫外曝光的光刻技術(shù)在所述玻璃基底上獲得所需光刻膠圖形，所述光刻膠圖形的線寬為800nm。
[0069]3)利用光刻膠作為掩模，濕法刻蝕出金屬層的窗口，所用混合溶液的成分配比為:每IOOml的刻蝕液中,硝酸鋪銨為14g,高氯酸為5.6ml,余量為水。
[0070]4)利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，刻蝕玻璃基底，反應(yīng)氣體為CHF3，流量為30sCCm，所述玻璃基底中被刻蝕出的圖形的深寬比為1:1。
[0071]5)采用與步驟3)中相同的溶液去除金屬層，得到表面呈柱狀陣列的玻璃基底結(jié)構(gòu)。
[0072]6)采用離子束刻蝕技術(shù)，旋轉(zhuǎn)角度為45°，刻蝕時(shí)間為3min，屏柵束流為30mA，固定電壓為500V，獲得表面為無棱角周期性微納陷光結(jié)構(gòu)的玻璃基底。
[0073]在上述制備的陷光結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上依次沉積背電極層、非晶硅薄膜層及前電極層，即可獲得非晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)。
[0074]實(shí)施例四
[0075]本實(shí)施例與實(shí)施例一、二和三的區(qū)別在于，制備陷光結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)不同，具體如下:
[0076]I)米用玻璃基板作為基底，在該玻璃基底上沉積一金屬層作為掩模層。所述金屬層為Cr等金屬，厚度為lOOnm。
[0077]2)采用接觸式紫外曝光的光刻技術(shù)在所述玻璃基底上獲得所需光刻膠圖形，所述光刻膠圖形的線寬為lOOOnm。
[0078]3)利用光刻膠作為掩模，濕法刻蝕出金屬層的窗口，所用混合溶液的成分配比為:每IOOml的刻蝕液中,硝酸鋪銨為20g,高氯酸為8ml,余量為水。
[0079]4)利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，刻蝕玻璃基底，反應(yīng)氣體為CHF3，流量為30SCCm，所述玻璃基底中被刻蝕出的圖形的深寬比為1:1。
[0080]5)采用與步驟3)中相同的溶液去除金屬層，得到表面呈柱狀陣列的玻璃基底結(jié)構(gòu)。[0081]6)采用離子束刻蝕技術(shù)，旋轉(zhuǎn)角度為60°，刻蝕時(shí)間為4min，屏柵束流為30mA，固定電壓為500V，獲得表面為無棱角周期性微納陷光結(jié)構(gòu)的玻璃基底。
[0082]在上述制備的陷光結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上依次沉積背電極層、非晶硅薄膜層及前電極層，即可獲得非晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)。
[0083]綜上所述，本發(fā)明提供一種微納結(jié)構(gòu)太陽能電池及其背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，在太陽能電池背面制備無棱角周期性微納陷光結(jié)構(gòu)的玻璃基底，通過該陷光結(jié)構(gòu)的反射、折射和散射，將入射光線分散到各個(gè)角度，從而增加光在太陽能電池中的光程，使光吸收增力口，進(jìn)而提高電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率。另外，更重要的是，通過反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)和離子束刻蝕技術(shù)的結(jié)合，獲得表面無棱角周期性的微納陷光結(jié)構(gòu)，有利于實(shí)現(xiàn)可見光區(qū)域光散射和后續(xù)硅基薄膜的沉積。
[0084]所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0085]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述制備方法至少包括步驟: 1)提供一玻璃基底； 2)利用刻蝕工藝刻蝕所述玻璃基底，使得玻璃基底表面為柱狀陣列結(jié)構(gòu)； 3)采用離子束刻蝕技術(shù)，旋轉(zhuǎn)一預(yù)定角度，獲到表面為無棱角周期性微納結(jié)構(gòu)的玻璃基底，該無棱角周期性微納結(jié)構(gòu)即為陷光結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:利用離子束刻蝕技術(shù)刻蝕的時(shí)間為2飛min，所述旋轉(zhuǎn)的預(yù)定角度為30-60°，屏柵束流為30mA，固定電壓為500V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述步驟2)包括如下步驟:先在所述玻璃基底上制備形成金屬層；然后在所述金屬層上涂敷光刻膠層，利用光刻技術(shù)獲得所需要的光刻膠圖形；接著刻蝕所述金屬層和玻璃基底；去除金屬層之后獲得表面為柱狀陣列結(jié)構(gòu)的玻璃基底。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述金屬層的材料為鉻Cr，光刻技術(shù)中曝光方式為接觸式紫外曝光，所述光刻膠圖形的線寬為500~1000nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:刻蝕所述金屬層采用的是濕法刻蝕工藝，所用的溶液為硝酸鈰銨和高氯酸的混合溶液，其中，每100mL的刻蝕液中，硝酸鈰銨為5~20g ;高氯酸為2~8ml，其余量為水。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:刻蝕所述玻璃基底采用的是反應(yīng)離子刻蝕工藝，所用的反應(yīng)氣體為CHF3,流量為30sCCm，所述玻璃基底中被刻蝕出的圖形的深寬比為1:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池背面陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:去除金屬層所用的腐蝕液與濕法刻蝕所用的溶液相同，為硝酸鈰銨和高氯酸的混合溶液。
8.一種微納結(jié)構(gòu)太陽能電池，其特征在于，所述太陽能電池至少包括:具有無棱角周期性微納陷光結(jié)構(gòu)的玻璃基底、位于所述玻璃基底上的背電極層、設(shè)于所述背電極層上的非晶硅薄膜層、及設(shè)于所述非晶硅薄膜層上的前電極層。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK103943716SQ201310017974
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月17日
【發(fā)明者】李海華, 王慶康 申請人:上海交通大學(xué)