专利名称：太阳能电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种太阳能电池。
背景技术：
太阳能是当今最清洁的能源之一，取之不尽、用之不竭。太阳能的利用方式包括光能-热能转换、光能-电能转换和光能-化学能转换。太阳能电池是光能-电能转换的典型例子，是利用半导体材料的光生伏特原理制成的。根据半导体光电转换材料种类不同，太阳能电池可以分为硅基太阳能电池、神化镓太阳能电池、有机薄膜太阳能电池等。目前，太阳能电池以硅基太阳能电池为主。现有技术中的太阳能电池包括:ー背电极、一娃片衬底、一掺杂娃层和ー上电极。所述太阳能电池中娃片衬底和掺杂娃层形成P-N结，所述P-N结在太阳光的激发下产生多个电子-空穴对(激子)，所述电子-空穴对在静电势能作用下分离并分别向所述背电极和上电极移动。如果在所述太阳能电池的背电极与上电极两端接上负载，就会有电流通过外电路中的负载。然而，现有技术中，由于形成于所述掺杂硅层的表面为一平整的平面结构，其表面积较小，因此，使所述太阳能电池的取光面积较小。另外，太阳光线从外部入射到掺杂硅层的表面时，照射到所述掺杂娃层的光线一部分被吸收，一部分被反射，而被反射的光线不能再利用，因此所述太阳能电池对光线的利用率较低。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供ー种具有较大取光面积的太阳能电池。—种太阳能电池,其包括:ー娃片衬底，所述娃片衬底具有一第一表面以及与该第一表面相对设置的一第二表面；多个三维纳米结构以阵列形式形成于所述硅片衬底的第二表面，且每一所述三维纳米结构包括一第一凸棱及一第二凸棱，所述第一凸棱与第二凸棱并排延伸，相邻的第一凸棱与第二凸棱之间具有一第一凹槽，相邻的三维纳米结构之间形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度；一背电极，所述背电极设置于所述娃片衬底的第一表面，并与该第一表面欧姆接触；ー掺杂娃层，所述掺杂娃层设置于所述三维纳米结构的表面；以及ー上电极，所述上电极设置于所述掺杂硅层的至少部分表面。—种太阳能电池，其包括依次层叠设置的一背电极，一娃片衬底，ー掺杂娃层，以及一上电极，其中，所述硅片衬底靠近上电极的表面进ー步包括多个三维纳米结构并排延伸设置，每个三维纳米结构沿延伸方向的横截面为M形，所述掺杂层设置于该三维纳米结构表面。相较于现有技术，所述太阳能电池通过在所述硅片衬底的表面设置多个M形的三维纳米结构，可以提高所述太阳能电池的取光面积，減少光线的反射，从而可以进ー步提高所述太阳能电池对光线的利用率。
图1为本发明第一实施例提供的太阳能电池的结构示意图。图2为本发明第一实施例提供的太阳能电池中硅片衬底的结构示意图。图3为图2所述的硅片衬底的扫描电镜照片。图4为图2所示的三维纳米结构阵列沿IV-1V线的剖视图。图5为本发明第一实施例提供的太阳能电池的制备方法的流程图。图6为图5所示制备方法中形成多个三维纳米结构的制备方法的流程图。图7为本发明第二实施例提供的太阳能电池的结构示意图。图8为本发明第二实施例提供的太阳能电池的制备方法的流程图。主要元件符号说明
权利要求
1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括: ー娃片衬底，所述娃片衬底具有一第一表面以及与该第一表面相对设置的一第二表面； 多个三维纳米结构以阵列形式形成于所述硅片衬底的第二表面，且每一所述三维纳米结构包括一第一凸棱及一第二凸棱，所述第一凸棱与第二凸棱并排延伸，相邻的第一凸棱与第二凸棱之间具有一第一凹槽，相邻的三维纳米结构之间形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度； 一背电极，所述背电极设置于所述娃片衬底的第一表面，并与该第一表面欧姆接触； ー掺杂娃层，所述掺杂娃层设置于所述三维纳米结构的表面；以及 一上电极，所述上电极设置于所述掺杂硅层的至少部分表面。
2.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述三维纳米结构为条形凸起结构，所述三维纳米结构在硅片衬底的第二表面以直线、折线或曲线并排延伸。
3.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述三维纳米结构在其延伸方向的横截面的形状为M形。
4.按权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一凸棱及第ニ凸棱的横截面分别为锥形，所述第一凸棱与第二凸棱形成一双峰凸棱结构。
5.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一凹槽的深度为30纳米 120纳米，所述第二凹槽的深度为100纳米 200纳米。
6.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述多个三维纳米结构在硅片衬底第二表面按照等间距排布、同心圆环排布或同心回形排布。
7.按权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述多个三维纳米结构在硅片衬底第二表面按同一周期或多个周期排布，所述周期范围为100纳米 500纳米。
8.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，相邻三维纳米结构之间的间距为0纳米 200纳米。
9.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述三维纳米结构的宽度为100纳米 300纳米。
10.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述三维纳米结构与硅片衬底为ー体结构。
11.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述相邻的两个三维纳米结构之间的距离为10纳米 100纳米。
12.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在干，进ー步包括一本征隧道层，所述本征隧道层设置于所述硅片衬底及掺杂硅层之间。
13.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在干，进ー步包括一纳米级的金属层，所述金属层包覆于所述掺杂娃层的表面。
14.按权利要求13所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属层的厚度为2nnT20nm。
15.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述上电极通过所述多个三维纳米结构部分悬空设置，并与所述掺杂硅层形成部分接触。
16.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述上电极包覆于所述掺杂硅层表面，并与所述掺杂硅层形成完全接触。
17.按权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述上电极为铟锡氧化物结构或碳纳米管结构。
18.一种太阳能电池,其包括依次层叠设置的一背电极,一娃片衬底,ー掺杂娃层，以及一上电极，其特征在于，所述硅片衬底靠近上电极的表面进ー步包括多个三维纳米结构并排延伸设置，每个三维纳米结构沿延伸方向的横截面为M形，所述掺杂层设置于该三维纳米结构 表面。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能电池，其包括一硅片衬底，所述硅片衬底具有一第一表面以及与该第一表面相对设置的一第二表面；多个三维纳米结构以阵列形式形成于所述硅片衬底的第二表面，且每一所述三维纳米结构包括一第一凸棱及一第二凸棱，所述第一凸棱与第二凸棱并排延伸，相邻的第一凸棱与第二凸棱之间具有一第一凹槽，相邻的三维纳米结构之间形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度；一背电极，所述背电极设置于所述硅片衬底的第一表面，并与该第一表面欧姆接触；一掺杂硅层，所述掺杂硅层设置于所述三维纳米结构的表面；以及一上电极，所述上电极设置于所述掺杂硅层的至少部分表面。
文档编号H01L31/0352GK103094374SQ20111033145
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者朱振东, 李群庆, 范守善 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司