[发明专利]硅基微纳光伏结构及其光子制备方法

权利要求书

1.一种硅基微纳光伏结构，包括P型层(1)，其特征在于：在P型层(1)的上表面设有N型层(3)，N型层(3)的上表面为均匀的微米级凸起结构；在P型层(1)的底部连接有正电极(4)，在N型层(3)的侧面连接有负电极(5)。

2.根据权利要求1所述的硅基微纳光伏结构，其特征在于：所述的微米级凸起结构为三角形凸起、圆弧形凸起、菱形凸起或圆锥形凸起。

3.根据权利要求1或2所述的硅基微纳光伏结构，其特征在于：所述的微米级凸起结构的凸起高度为0.1-10微米。

4.一种如权利要求1所述的硅基微纳光伏结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)预处理：对单晶硅片进行P型掺杂，形成电阻率2～20欧·厘米的硅片，清洗除去硅表面的氧化硅层；

2)将硅片置于真空腔样品台上进行脉冲激光刻蚀，利用纳秒光子作用产生等离子体激元阵列在进行了P型掺杂的单晶硅片上制备表面N型结构；采用在真空、氧掺杂或氮掺杂氛围下的加工；用脉冲激光沉积法进行硅封顶后，获得上表面具有均匀的微米级凸起结构的N型层(3)，完成PN层的加工；

3)在氩气中进行高温退火，退火温度为1000℃，后完成晶化过程，制备内部纳晶结构；

4)分别采用ITO镀膜以及镀金或镀铝并封装，分别制备获得正电极(4)及负电极(5)。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：用于脉冲激光刻蚀的纳秒脉冲激光束为波长355纳米的紫外激光、激光重复率为1000～6000次/秒、脉宽60～100纳秒。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于：纳秒脉冲激光的刻蚀过程中的线扫描和点扫描运作的行间距为100-300微米、扫描与停留时间分别为2-6秒/厘米和1-3秒。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的真空的真空度为10^-5Pa，所述的氧或氮掺杂氛围的气压为10Pa。