[发明专利]一种超小绒面太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，包括：

清洗硅衬底；

在硅衬底表面生长金属镍薄膜；

对表面具有金属镍薄膜的硅衬底进行退火，使得金属镍薄膜形成密集排列的镍纳米颗粒；

将形成镍纳米颗粒的硅衬底放入HF/H₂O₂混合溶液中腐蚀，形成超小绒面，并清洗去除镍纳米颗粒；

对具有超小绒面的硅衬底进行扩散、清洗和刻边，在超小绒面之下的硅衬底内部形成PN结；

在硅衬底具有超小绒面的表面依次生长氧化硅和氮化硅，形成叠层钝化；以及

采用丝网印刷来完成前后电极的制作，最后烧结完成电池制备。

2.根据权利要求1所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述的硅衬底为单晶或多晶硅衬底，掺杂类型为P型或者N型。

3.根据权利要求1所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述清洗硅衬底的步骤，是将硅衬底放入浓H₂SO₄和H₂O₂的混合溶液煮沸，再置入HF溶液，最后用去离子水清洗。

4.根据权利要求1所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述在硅衬底表面生长金属镍薄膜的步骤中，采用电子束蒸发、磁控溅射或电镀在硅衬底表面生长金属镍薄膜，金属镍薄膜的厚度为2～20nm。

5.根据权利要求1所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述对表面具有金属镍薄膜的硅衬底进行退火，是在氮气、氮氧或者惰性气氛中进行退火，温度为400℃～700℃，时间为0.5分钟～20分钟，氮气流量为2～3L/分钟。

6.根据权利要求1所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述形成密集排列的镍纳米颗粒的步骤中，镍纳米颗粒为单层分布纳米颗粒，直径为10～500nm。

7.根据权利要求1所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述将形成镍纳米颗粒的硅衬底放入HF/H₂O₂混合溶液中腐蚀形成超小绒面的步骤中，是采用金属诱导湿法腐蚀，将具有镍纳米颗粒分布的硅衬底置于体积比为3∶1的HF/H₂O₂混合溶液中进行腐蚀，腐蚀温度为常温，腐蚀时间为0.5～5小时。

8.根据权利要求7所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述超小绒面为硅衬底表面因腐蚀下陷而形成的具有一定分布的绒面结构，绒面深度为1μm，直径为数十纳米到数百纳米。

9.根据权利要求1所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述清洗去除镍纳米颗粒的步骤中，是将硅衬底置于硝酸中清洗，时间为1小时～2小时，再放入HF溶液1分钟～60分钟，然后用去离子水清洗。

10.根据权利要求1所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述对具有超小绒面的硅衬底进行扩散、清洗和刻边，在超小绒面之下的硅衬底内部形成PN结的步骤中，11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤e)所述的扩散为n型或p型扩散，对P型衬底采用n型扩散如磷源扩散，对N型衬底采用p型扩散如硼源扩散或铝推进；所述PN结的结深为50～1500nm。

11.根据权利要求1所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述在硅衬底具有超小绒面的表面依次生长氧化硅和氮化硅，形成叠层钝化的步骤中，是在硅衬底具有超小绒面的表面生长一层氧化硅，然后再在氧化硅上生长一层氮化硅，形成叠层钝化；其中，生长氧化硅的方法为干氧自氧化、湿氧自氧化以及PECVD，生长氮化硅的方法为PECVD、ALD或者APCVD。

12.根据权利要求11所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述在硅衬底具有超小绒面的表面生长一层氧化硅，采用干氧自氧化，氧化的温度为700～800℃，时间10～30分钟，生长的氧化硅层的厚度为5～20nm。

13.根据权利要求11所述的制备超小绒面太阳电池的方法，其特征在于，所述在氧化硅上生长一层氮化硅，采用PECVD沉积氮化硅层，氮化硅在高真空密闭环境中沉积，厚度为20～200nm。