[发明专利]在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构的方法及制备短波增强型太阳电池的方法

权利要求书

1.一种在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）硅片选择和表面去损伤：选用多晶硅作为硅片材料，然后利用与硅不发生化学反应的溶剂对硅片进行超声清洗，去除硅片表面的有机物残余物质，再将硅片在HF和HNO₃的混合溶液中进行化学腐蚀，去除硅片表面的机械损伤层，得到表面光洁的多晶硅硅片；

（2）金属催化硅片表面化学腐蚀：将在上述步骤中制备的硅片先浸入HF和AgNO₃的混合水溶液中，在室温下反应，当硅片表面沉积纳米银颗粒后，再将硅片放置于HF和H₂O₂的混合水溶液中，在室温条件下进行硅片表面化学腐蚀，在硅片表面上形成纳米多孔黑硅织构，然后再将硅片在浓HNO₃溶液中浸泡，而后用去离子水硅对具有纳米多孔黑硅织构的硅片进行冲洗，从而去除硅片上多余的纳米银颗粒，得到纳米多孔黑硅样品备用；

（3）硅片表面再修饰：将在步骤（2）中制备的纳米多孔黑硅样品先浸入稀HF溶液中去除其表面氧化层，然后立即浸入0.1～1%的NaOH腐蚀液中进行表面修饰，在室温下反应3～9分钟，最终在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构。

2.根据权利要求1所述的在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构的方法，其特征在于：在步骤（1）中，选用的硅片材料的厚度为200±20 mm，少子寿命＞2 ms；在室温下利用C₃H₆O对硅片进行5分钟的超声清洗；在5℃的条件下，将硅片在体积比40% HF: 65–68% HNO₃=1:10的溶液中进行化学腐蚀，反应时间是3.5分钟。

3.根据权利要求1或2所述的在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构的方法，其特征在于：在步骤（2）中，在HF和AgNO₃的混合水溶液中，HF的摩尔浓度为0.004 mol/L，AgNO₃的摩尔浓度为0.32 mol/L，形成银颗粒沉积的溶液体系，将在步骤（1）中制备的硅片先浸入银颗粒沉积的溶液中，反应15～20秒；在HF和H₂O₂的混合水溶液中，各溶质和溶剂的体积比40% HF: 30% H₂O₂: H₂O=1:5:10，将硅片放置于HF和H₂O₂的混合水溶液中反应3分钟；硅片在浓度为65-68%的HNO₃溶液中浸泡至少20分钟，并至少用两次去离子水冲洗。

4.一种利用权利要求1所述的在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构的方法得到的硅片制备短波增强型太阳电池的方法，其特征在于：在步骤（1）中，选用太阳能级多晶硅作为太阳能电池硅衬底材料，经过步骤（2）的金属催化硅片表面化学腐蚀步骤和步骤（3）的硅片表面再修饰，形成具有倒金字塔型多孔表面纳米织构的太阳能电池衬底硅片，然后对衬底硅片进行热扩散前预清洗，再进行磷扩散形成PN结，再使衬底硅片的边缘隔离，再去除衬底硅片表面的磷硅玻璃，然后在衬底硅片上淀积厚度为50～90nm的SiN_x减反钝化层，再进行丝网印刷制作电极，最后通过烧结进行处理，太阳能电池金属电极的欧姆接触，最终制备完成太阳电池。

5.根据权利要求4所述的制备短波增强型太阳电池的方法，其特征在于：减反钝化层的SiN_x通过等离子增强化学气相沉积的方法制备，SiN_x减反钝化层的厚度通过改变化学气相沉积的淀积时间来实现。

6.根据权利要求5所述的制备短波增强型太阳电池的方法，其特征在于：太阳能电池硅衬底材料的掺杂类型为P型或N型硅片材料。