[发明专利]纳米倒金字塔-准微米金字塔背钝化太阳电池及制法在审
申请号: | 201911046575.6 | 申请日: | 2019-10-30 |
公开(公告)号: | CN110739357A | 公开(公告)日: | 2020-01-31 |
发明(设计)人: | 黄增光;高锟;刘莹;范源 | 申请(专利权)人: | 江苏海洋大学 |
主分类号: | H01L31/0236 | 分类号: | H01L31/0236;H01L31/0216;H01L31/068;H01L31/18 |
代理公司: | 32255 连云港润知专利代理事务所 | 代理人: | 刘喜莲 |
地址: | 222000 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 倒金字塔 复合结构 金字塔 单晶硅 发射极 钝化 背钝化结构 叠层 基底 倒金字塔结构 光电转换效率 钝化介质膜 基底背表面 金字塔结构 表面复合 复合损失 光谱响应 反射率 硅纳米 减反射 全波段 正表面 短波 制备 背面 | ||
1.一种纳米倒金字塔-准微米金字塔复合结构背钝化太阳电池,其特征在于:包括单晶硅基底,所述单晶硅基底前表面采用纳米倒金字塔-准微米金字塔复合结构发射极,单晶硅基底背表面采用背钝化结构;所述纳米倒金字塔-准微米金字塔复合结构发射极由硅纳米倒金字塔结构、准微米金字塔结构和2层钝化介质膜构成。
2.根据权利要求1所述的纳米倒金字塔-准微米金字塔复合结构背钝化太阳电池,其特征在于:
硅纳米倒金字塔的开口边长为190-210nm,,深度为210-230nm;
准微米金字塔的开口边长为2-3μm,高度为1-3μm;
所述2层钝化介质膜,内层钝化介质膜为PECVD沉积的SiO2薄膜,厚度为9nm-11nm,外层钝化介质膜为PECVD沉积的SiNx薄膜,x为正整数,厚度为64nm-76nm。
3.根据权利要求2所述的纳米倒金字塔-准微米金字塔复合结构背钝化太阳电池,其特征在于:
硅纳米倒金字塔的开口边长为200nm,深度为220nm;
准微米金字塔的开口边长为2.5μm,高度为2μm;
层钝化介质膜为PECVD沉积的SiO2薄膜厚度为10nm,外层钝化介质膜厚度为70nm。
4.根据权利要求1所述的纳米倒金字塔-准微米金字塔复合结构背钝化太阳电池,其特征在于:所述背钝化结构采用PECVD-Al2O3/ SiNx叠层钝化,x为正整数。
5.根据权利要求1或4所述的纳米倒金字塔-准微米金字塔复合结构背钝化太阳电池,其特征在于:所述背钝化结构由2层钝化介质膜组成,内层钝化介质膜为PECVD沉积的Al2O3薄膜,厚度为9.5nm-10.5nm,优选10nm;外层钝化介质膜为PECVD沉积的SiNx薄膜,x为正整数,厚度为220-280nm,优选250nm。
6.一种采用权利要求1~5中任何一项所述的纳米倒金字塔-准微米金字塔复合结构背钝化太阳电池的制备方法,其特征在于,其步骤如下:
(1)将单晶硅片进行清洗,然后放进78-82℃的NaOH溶液中,进行各向异性刻蚀,得到均匀的准微米金字塔结构;
(2)在HF、AgNO3和H2O2的混合液中,采用金属辅助化学刻蚀MACE在准微米金字塔表面刻蚀纳米多孔硅结构,HF:AgNO3:H2O2 摩尔浓度比为2 M:0.005 M:1.06 M;采用HF、HNO33和H2O混合溶液将残余的银清洗干净;将带有纳米多孔结构的硅片放进78-82℃的NaOH溶液中,进行各向异性刻蚀,在微米金字塔上得到分布均匀的纳米倒金字塔结构;
(3)将带有纳米倒金字塔-准微米金字塔复合结构的硅片放入石英扩散管中,在750-850℃的条件下,采用PClO3热扩散的方法扩散38-42min,在硅片表面形成硅纳米倒金字塔-准微米金字塔复合结构n+发射极;
(4)在背面经过碱工艺抛光后,用PECVD化学沉积方法在硅片背面沉积Al2O3和SiNx叠层钝化膜;将正面的磷硅玻璃用质量浓度为4%-6%的稀HF溶液去掉后,继续用PECVD化学沉积方法,在硅片正面沉积叠层钝化膜SiO2/SiNx;
(5)在硅基纳米倒金字塔结构背钝化太阳电池背面,采用波长532nm脉冲宽度10 ps 的激光,在SiO2/SiNx叠层钝膜上形成50μm宽1 mm周期的线状开口;通过丝网印刷工艺,印刷正面银电极、背电极以及背面铝浆,再经过烧结,形成正面、背面欧姆接触以及铝背场,即得。
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