[发明专利]一种用于太阳电池的硅基纳米结构及其制备方法

权利要求书

1.一种用于太阳电池的硅基纳米结构的制备方法，其特征在于，包括：

清洗硅片；

在硅片表面上旋涂覆盖上单层PS球；

对PS球进行刻蚀，减小PS球尺寸；

在硅片表面沉积金属薄膜层，形成金属掩膜；

将硅片表面剩余的PS球去除，剩下金属掩膜层；

采用干法刻蚀或湿法腐蚀方法，形成硅基纳米结构；以及

浓酸加热处理硅片，去除剩余的金属，完成硅基纳米结构的制备。

2.根据权利要求1所述的用于太阳电池的硅基纳米结构的制备方法，其特征在于，所述清洗硅片的步骤中，是使用浓H₂SO₄和双氧水混合加热沸腾清洗，然后再分别采用HF溶液和去离子水清洗，氮气吹干。

3.根据权利要求1所述的用于太阳电池的硅基纳米结构的制备方法，其特征在于，所述在硅片表面上旋涂覆盖上单层PS球的步骤中，是将PS球分散于乙醇中，旋涂转速为1000～5000rpm；PS球直径为100nm～100μm，覆盖为单层密排的PS球层。

4.根据权利要求1所述的用于太阳电池的硅基纳米结构的制备方法，其特征在于，所述对PS球进行刻蚀减小PS球尺寸的步骤中，是采用干法刻蚀的方法对PS球进行刻蚀，将PS球的直径减小为60nm～60μm。

5.根据权利要求4所述的用于太阳电池的硅基纳米结构的制备方法，其特征在于，所述干法刻蚀方法是采用反应离子刻蚀方法。

6.根据权利要求1所述的用于太阳电池的硅基纳米结构的制备方法，其特征在于，所述在硅片表面沉积金属薄膜层形成金属掩膜的步骤中，是采用电子束蒸发或磁控溅射在硅片表面无PS球掩蔽的区域沉积金属薄膜层，该金属薄膜层采用的金属为金、银、铜或镍，该金属薄膜层的厚度为20nm～200nm。

7.根据权利要求1所述的用于太阳电池的硅基纳米结构的制备方法，其特征在于，所述将硅片表面剩余的PS球去除的步骤中，是采用超声清洗的方式去除硅片表面剩余的PS球。

8.根据权利要求1所述的用于太阳电池的硅基纳米结构的制备方法，其特征在于，所述采用干法刻蚀或湿法腐蚀方法形成硅基纳米结构的步骤中，所述干法刻蚀为反应离子刻蚀，所述湿法腐蚀为使用HF和双氧水混合溶液腐蚀，腐蚀时间为10分钟～120分钟；所述硅基纳米结构，其深度为0.3～3μm，形状为金属掩膜的形状。

9.根据权利要求1所述的用于太阳电池的硅基纳米结构的制备方法，其特征在于，所述浓酸加热处理硅片去除剩余的金属的步骤中，是采用浓硝酸加热清洗硅片，再采用HF和去离子水清洗，去除剩余的金属。

10.一种用于太阳电池的硅基纳米结构，其特征在于，包括：

硅衬底，与其上的纳米柱阵列或纳米孔阵列相结合；以及

形成于该硅衬底上的纳米柱阵列或纳米孔阵列。

11.根据权利要求10所述的硅基纳米结构，其特征在于，所述硅衬底为晶体硅片，该晶体硅片为P型硅片或N型硅片。

12.根据权利要求10所述的硅基纳米结构，其特征在于，所述硅衬底用于支撑其上纳米柱阵列或纳米孔阵列，同时作为太阳电池基区和发射区。

13.根据权利要求10所述的硅基纳米结构，其特征在于，所述纳米柱阵列或纳米孔阵列，为在硅衬底上直接刻蚀而制备的，与硅衬底自然地为一体结合。

14.根据权利要求10所述的硅基纳米结构，其特征在于，所述的纳米柱阵列或纳米孔阵列，用于作为太阳电池的减反层和陷光层，同时作为太阳电池基区和发射区。

15.根据权利要求10所述的硅基纳米结构，其特征在于，所述纳米柱阵列或纳米孔阵列，直径为60nm～60μm，周期为100nm～100μm，深度或长度为0.3μm～3μm。