專利名稱：太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種太陽能電池。
背景技術(shù)：
太陽能是當(dāng)今最清潔的能源之一，取之不盡、用之不竭。太陽能的利用方式包括光能-熱能轉(zhuǎn)換、光能-電能轉(zhuǎn)換和光能-化學(xué)能轉(zhuǎn)換。太陽能電池是光能-電能轉(zhuǎn)換的典型例子，是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特原理制成的。根據(jù)半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換材料種類不同，太陽能電池可以分為硅基太陽能電池、神化鎵太陽能電池、有機薄膜太陽能電池等。目前，太陽能電池以硅基太陽能電池為主?，F(xiàn)有技術(shù)中的太陽能電池包括:ー背電極、一娃片襯底、一摻雜娃層和ー上電極。所述太陽能電池中娃片襯底和摻雜娃層形成P-N結(jié)，所述P-N結(jié)在太陽光的激發(fā)下產(chǎn)生多個電子-空穴對(激子)，所述電子-空穴對在靜電勢能作用下分離并分別向所述背電極和上電極移動。如果在所述太陽能電池的背電極與上電極兩端接上負載，就會有電流通過外電路中的負載。然而，現(xiàn)有技術(shù)中，由于形成于所述摻雜硅層的表面為一平整的平面結(jié)構(gòu)，其表面積較小，因此，使所述太陽能電池的取光面積較小。另外，太陽光線從外部入射到摻雜硅層的表面時，照射到所述摻雜娃層的光線一部分被吸收，一部分被反射，而被反射的光線不能再利用，因此所述太陽能電池對光線的利用率較低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供ー種具有較大取光面積的太陽能電池?！N太陽能電池,其包括:ー娃片襯底，所述娃片襯底具有一第一表面以及與該第一表面相對設(shè)置的一第二表面；多個三維納米結(jié)構(gòu)以陣列形式形成于所述硅片襯底的第二表面，且每一所述三維納米結(jié)構(gòu)包括一第一凸棱及一第二凸棱，所述第一凸棱與第二凸棱并排延伸，相鄰的第一凸棱與第二凸棱之間具有一第一凹槽，相鄰的三維納米結(jié)構(gòu)之間形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度；一背電極，所述背電極設(shè)置于所述娃片襯底的第一表面，并與該第一表面歐姆接觸；ー摻雜娃層，所述摻雜娃層設(shè)置于所述三維納米結(jié)構(gòu)的表面；以及ー上電極，所述上電極設(shè)置于所述摻雜硅層的至少部分表面?！N太陽能電池，其包括依次層疊設(shè)置的一背電極，一娃片襯底，ー摻雜娃層，以及一上電極，其中，所述硅片襯底靠近上電極的表面進ー步包括多個三維納米結(jié)構(gòu)并排延伸設(shè)置，每個三維納米結(jié)構(gòu)沿延伸方向的橫截面為M形，所述摻雜層設(shè)置于該三維納米結(jié)構(gòu)表面。相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述太陽能電池通過在所述硅片襯底的表面設(shè)置多個M形的三維納米結(jié)構(gòu)，可以提高所述太陽能電池的取光面積，減少光線的反射，從而可以進ー步提高所述太陽能電池對光線的利用率。


圖1為本發(fā)明第一實施例提供的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第一實施例提供的太陽能電池中硅片襯底的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2所述的硅片襯底的掃描電鏡照片。圖4為圖2所示的三維納米結(jié)構(gòu)陣列沿IV-1V線的剖視圖。圖5為本發(fā)明第一實施例提供的太陽能電池的制備方法的流程圖。圖6為圖5所示制備方法中形成多個三維納米結(jié)構(gòu)的制備方法的流程圖。圖7為本發(fā)明第二實施例提供的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明第二實施例提供的太陽能電池的制備方法的流程圖。主要元件符號說明
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池，其特征在于，所述太陽能電池包括: ー娃片襯底，所述娃片襯底具有一第一表面以及與該第一表面相對設(shè)置的一第二表面； 多個三維納米結(jié)構(gòu)以陣列形式形成于所述硅片襯底的第二表面，且每一所述三維納米結(jié)構(gòu)包括一第一凸棱及一第二凸棱，所述第一凸棱與第二凸棱并排延伸，相鄰的第一凸棱與第二凸棱之間具有一第一凹槽，相鄰的三維納米結(jié)構(gòu)之間形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度； 一背電極，所述背電極設(shè)置于所述娃片襯底的第一表面，并與該第一表面歐姆接觸； ー摻雜娃層，所述摻雜娃層設(shè)置于所述三維納米結(jié)構(gòu)的表面；以及 一上電極，所述上電極設(shè)置于所述摻雜硅層的至少部分表面。
2.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述三維納米結(jié)構(gòu)為條形凸起結(jié)構(gòu)，所述三維納米結(jié)構(gòu)在硅片襯底的第二表面以直線、折線或曲線并排延伸。
3.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述三維納米結(jié)構(gòu)在其延伸方向的橫截面的形狀為M形。
4.按權(quán)利要求3所述的太陽能電池，其特征在于，所述第一凸棱及第ニ凸棱的橫截面分別為錐形，所述第一凸棱與第二凸棱形成一雙峰凸棱結(jié)構(gòu)。
5.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述第一凹槽的深度為30納米 120納米，所述第二凹槽的深度為100納米 200納米。
6.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述多個三維納米結(jié)構(gòu)在硅片襯底第二表面按照等間距排布、同心圓環(huán)排布或同心回形排布。
7.按權(quán)利要求6所述的太陽能電池，其特征在于，所述多個三維納米結(jié)構(gòu)在硅片襯底第二表面按同一周期或多個周期排布，所述周期范圍為100納米 500納米。
8.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，相鄰三維納米結(jié)構(gòu)之間的間距為0納米 200納米。
9.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述三維納米結(jié)構(gòu)的寬度為100納米 300納米。
10.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述三維納米結(jié)構(gòu)與硅片襯底為ー體結(jié)構(gòu)。
11.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述相鄰的兩個三維納米結(jié)構(gòu)之間的距離為10納米 100納米。
12.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在干，進ー步包括一本征隧道層，所述本征隧道層設(shè)置于所述硅片襯底及摻雜硅層之間。
13.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在干，進ー步包括一納米級的金屬層，所述金屬層包覆于所述摻雜娃層的表面。
14.按權(quán)利要求13所述的太陽能電池，其特征在于，所述金屬層的厚度為2nnT20nm。
15.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述上電極通過所述多個三維納米結(jié)構(gòu)部分懸空設(shè)置，并與所述摻雜硅層形成部分接觸。
16.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述上電極包覆于所述摻雜硅層表面，并與所述摻雜硅層形成完全接觸。
17.按權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述上電極為銦錫氧化物結(jié)構(gòu)或碳納米管結(jié)構(gòu)。
18.一種太陽能電池,其包括依次層疊設(shè)置的一背電極,一娃片襯底,ー摻雜娃層，以及一上電極，其特征在于，所述硅片襯底靠近上電極的表面進ー步包括多個三維納米結(jié)構(gòu)并排延伸設(shè)置，每個三維納米結(jié)構(gòu)沿延伸方向的橫截面為M形，所述摻雜層設(shè)置于該三維納米結(jié)構(gòu) 表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電池，其包括一硅片襯底，所述硅片襯底具有一第一表面以及與該第一表面相對設(shè)置的一第二表面；多個三維納米結(jié)構(gòu)以陣列形式形成于所述硅片襯底的第二表面，且每一所述三維納米結(jié)構(gòu)包括一第一凸棱及一第二凸棱，所述第一凸棱與第二凸棱并排延伸，相鄰的第一凸棱與第二凸棱之間具有一第一凹槽，相鄰的三維納米結(jié)構(gòu)之間形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度；一背電極，所述背電極設(shè)置于所述硅片襯底的第一表面，并與該第一表面歐姆接觸；一摻雜硅層，所述摻雜硅層設(shè)置于所述三維納米結(jié)構(gòu)的表面；以及一上電極，所述上電極設(shè)置于所述摻雜硅層的至少部分表面。
文檔編號H01L31/0352GK103094374SQ20111033145
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者朱振東, 李群慶, 范守善 申請人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司