[发明专利]一种硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，硅纳米线阵列的制备：采用n型单面抛光硅片,在室温条件下，通过金属辅助化学刻蚀法制备获得硅纳米线阵列，硅纳米线阵列的一部分经过KOH刻蚀，另一部分则不经过KOH刻蚀，其中，金属辅助化学刻蚀法的实验条件为：Ag沉积液中各组分浓度为HF 4.8 mol/L，AgNO₃ 0.02mol/L，沉积时间为40 s；刻蚀液中各组分浓度为HF 4.8mol/L，H₂O₂ 0.4mol/L，刻蚀时间为2-10min；KOH溶液浓度为10wt%，刻蚀时间为0-20s；

步骤2，氢化非晶硅薄膜的制备：利用等离子体化学气相沉积法在不同刻蚀长度的硅纳米线上沉积氢化非晶硅薄膜，获得硅纳米线/氢化非晶硅薄膜表面；等离子体化学气相沉积的实验条件为：功率为150-200W，气压为133-150Pa，温度为250℃，硅烷流量0-30sccm, 硼烷掺杂浓度0-1%，沉积时间在2min-30min；

步骤3，AZO薄膜的制备：利用磁控溅射法在硅纳米线/氢化非晶硅薄膜表面上共形覆盖一层AZO透明导电薄膜；磁控溅射法的实验条件为：磁控溅射设备在射频功率为600W，沉积温度为100℃，沉积气压为0.65Pa，氢气掺杂量为2-6%；

步骤4，将步骤3处理后的硅片以银前电极作为正极，铝背电极作为负极即制得一种硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池。

2.根据权利要求1所述的硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括n型单面抛光硅片的清洗步骤a：将n型单面抛光硅片切割成小块后，先后浸入丙酮溶液、无水乙醇溶液、去离子水中进行超声清洗，重复上述超声清洗过程1次以上；随后取适量H₂O₂置于烧杯中，并将经过上述超声清洗的硅片浸入其中，保证抛光面朝上，再向溶液中缓慢加入浓H₂SO₄并静置一定时间，取出后用去离子水反复冲洗。

3.根据权利要求1所述的硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤4具体还包括步骤b、步骤c；其中，

步骤b：铝背电极的制备：置硅片于热蒸发仪中蒸镀Al膜，并使用膜厚检测仪实时控制蒸镀的膜厚情况，实现铝背电极与硅片接触为欧姆接触；

步骤c: 银前电极的制备：将银浆以指型电极形式印制于聚合物上，加热固化获得银浆电极；再蒸镀以15nm厚的Cu薄膜，获得银前电极，硅片的AZO薄膜与银前电极接触。

4.根据权利要求3所述的硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤c具体包括：以直径为0.2mm的不锈钢针将银浆以间距为1.5mm的指型电极形式印制于聚合物上，并置于80℃的热台上加热15min固化获得银浆电极；再将银浆电极置于衬底上，以真空度5.0×10^-4Pa、衬底温度40℃的条件下旋转蒸镀以15nm厚的Cu薄膜，获得银前电极。

5.一种硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池，其特征在于，所述硅纳米线/硅薄膜异质结太阳电池的基本结构：AZO/p-a-Si/i-a-Si/n-c-Si/Al，并采用如权利要求1-4任一项所述的制备方法制备获得。