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专利号: 2013101394699
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2025-03-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.不锈钢衬底上柱状结构硅太阳能电池的制备方法,包括制备N-I-P结构步骤和在P层上制备ITO薄膜的步骤,其特征在于:在制备N-I-P结构之前,先在不锈钢衬底上利用ALD技术制备掺铝的氧化锌层,再在镀有掺铝氧化锌薄膜的不锈钢衬底上利用飞秒激光加工技术形成微米柱状结构,再在形成微米柱状结构的不锈钢衬底上制备N-I-P结构。

2.如权利要求1所述的不锈钢衬底上柱状结构硅太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述的利用ALD技术制备掺铝的氧化锌层指:采用Zn(CH2CH3)2 (DEZ)源和三甲基铝(TMA)源在不锈钢衬底上制备掺铝氧化锌薄膜,具体为:将不锈钢衬底放入反应腔室内,反应温度200℃,在反应腔室通入Zn(CH2CH3)2 (DEZ)1 s,氮气清洗1.5 s,通水500 ms,氮气清洗1s,重复上述过程20 次后,再通入Al(CH3)3(TMA)1.5 s,氮气清洗2s,通水500 ms,氮气清洗1s,完成一个循环;重复上述循环直至掺铝氧化锌薄膜的厚度为5~15 nm。

3.如权利要求1所述的不锈钢衬底上柱状结构硅太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述的在镀有掺铝氧化锌薄膜的不锈钢衬底上利用飞秒激光加工技术形成微米柱状结构指:将镀有掺铝氧化锌薄膜的不锈钢衬底放在由计算机控制的三维精密移动平台XY平面上;把激光聚焦到不锈钢表面上,光束聚焦后光斑直径100-200微米,计算机控制样品台沿着X方向从左到右移动;一行扫完后,沿Y方向上移50-100微米,再从右到左扫描,重复该过程,获得所需的面积;激光器输出中心波长808 纳米,脉冲宽度45飞秒,重复1kHz;飞秒激光功率100-400mW,扫描速率0.5-2mm/min;微米柱直径分布在3-10微米,高度分布在

9-30微米。

4.如权利要求1所述的不锈钢衬底上柱状结构硅太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述在形成微米柱状结构的不锈钢衬底上制备N-I-P结构指:利用PECVD方法制备NIP结构,具体为:利用PECVD生长一层3-6nm厚的n型硅层;生长条件:氢稀释的硅烷流量10 sccm,氢稀释的磷烷流量2 sccm,氢气流量40 sccm,射频功率40-70 W,生长温度150-200℃;利用PECVD生长20-40 nm厚的本征硅层;生长条件:氢稀释的硅烷流量10 sccm,氢气流量40sccm,射频功率40-70 W,生长温度150-200℃;利用PECVD生长一层3-6 nm 厚的p型硅层,光学带隙1.7~1.9 eV;生长条件:氢稀释的硅烷流量10 sccm,氢稀释的硼烷流量1 sccm,氢气流量50 sccm,射频功率40-70 W,生长温度150-200℃;

所用硅烷为氢稀释过的硅烷,其中SiH4/SiH4+H2 的体积比为5 %,磷烷为氢稀释过的磷烷,[PH3]/ [PH3+ H2]的体积比是0.5 %,硼烷为氢稀释过的硼烷,[B2H6]/ [B2H6+ H2]的体积比是0.5 %。

5.如权利要求1所述的不锈钢衬底上柱状结构硅太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述的在P层上制备ITO薄膜的步骤为:利用射频磁控溅射方法制备铟锡氧化物(ITO)薄膜,具体为:采用掺10% SnO2的In2O3靶(纯度99.99%)制备 ITO薄膜,厚度50-100 nm,衬底温度200℃,工作压强1Pa,工作气体为Ar,射频功率功率100W,控制沉积时间得到需要的ITO厚度。