[发明专利]一种在柔性衬底上制备硅纳米线阵列的方法

摘要

本发明涉及新能源中薄膜太阳电池的技术领域，尤其涉及一种在不锈钢柔性衬底上制备硅纳米线阵列的方法。1)在不锈钢柔性衬底上采用磁控溅射方法沉积一层掺锡氧化铟(ITO)薄膜；2)将步骤1)得到的不锈钢柔性衬底转移至反应腔室，利用氢气等离子体刻蚀方法对ITO薄膜进行刻蚀处理而得到铟金属的纳米颗粒；3)在步骤2)得到的不锈钢柔性衬底上采用等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)技术生长硅纳米线(包括i型、p型和n型硅纳米线)。本发明提出的这种在柔性衬底上制备硅纳米线阵列的方法，采用等离子体辅助化学气相沉积系统，处理过程简便易行，低温低能耗，并且硅纳米线的生长和硅薄膜的沉积互相兼容，非常方便进一步制作硅薄膜器件。

主权项

一种在柔性衬底上制备硅纳米线阵列的方法，其特征在于该方法的步骤为：1)在不锈钢柔性衬底上采用磁控溅射方法沉积一层掺锡氧化铟薄膜；2)将步骤1)得到的不锈钢柔性衬底转移至反应腔室，利用氢气等离子体刻蚀方法对掺锡氧化铟薄膜进行刻蚀处理而得到铟金属的纳米颗粒；3)在步骤2)得到的不锈钢柔性衬底上采用等离子体辅助化学气相沉积技术生长硅纳米线；上述步骤1)中磁控溅射方法沉积一层掺锡氧化铟薄膜的具体方法为：首先在沉积之前，将不锈钢柔性衬底去除油污、用去离子水沸煮及超声清洗处理并烘干；将清洗过的不锈钢柔性衬底放入到磁控溅射反应腔室中，使磁控溅射腔室的本底真空度优于1.0×10^‑3Pa，不锈钢柔性衬底的温度为100℃，此时，开始磁控溅射，磁控溅射时间为1min，沉积掺锡氧化铟薄膜的厚度为10nm；其中，磁控溅射所用靶材为99.9％纯度的ITO靶材；上述的步骤2)中利用氢气等离子体刻蚀方法对ITO进行刻蚀的方法为：将覆盖有ITO的不锈钢柔性衬底转移到辅助化学气相沉积腔室中，腔室本底真空度为1×10^‑3Pa，腔室中的不锈钢柔性衬底的温度为400℃，此时，通入氢气，氢气流量为6×10^‑3m³/h，腔室压力为200Pa，射频电源的辉光功率500mW/cm²，氢等离子体刻蚀处理时长为10min，得到纳米尺寸量级的铟金属颗粒；上述步骤3)中在不锈钢柔性衬底上采用等离子体辅助化学气相沉积技术生长硅纳米线的方法为：在不锈钢柔性衬底上获得铟金属纳米颗粒之后，对等离子体辅助化学气相沉积反应腔室抽真空，使其真空度为1×10^‑3‑2×10^‑3Pa，然后往腔室通入反应气体，起辉进行硅纳米线生长，生长条件如下：不锈钢柔性衬底温度为400℃，硅烷流量为3.6×10^‑4m³/h，氢气流量为3.6×10^‑3m³/h，反应腔室压力为200Pa，射频电源的辉光功率500mW/cm²，沉积时间为20‑40min。