CN109950332B - 一种perc柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，属于太阳能电池领域。本发明通过柔性纳米织化硅片的一步法制备技术得到同时具有纳米结构和超薄柔性特性的硅片，采用化学钝化或/和场钝化的方法对硅片表面进行钝化，然后采用滴涂法、旋涂法、湿法转移法或磁控溅射法实现量子点或二维材料对硅片表面的修饰，再引入导电层和转移片层石墨烯，最后接入电极，完成柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备。本发明金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅基表面实现大规模纳米结构可控制备以实现硅基底增加光谱吸收的同时也达到减薄硅基得到柔性硅；本发明PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池结构为厚度1～100μm的超薄柔性电池。

Description

一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法
技术领域
本发明涉及一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，属于太阳能技术领域。
背景技术
近年来，大力发展可再生能源已经成为世界各国的共识。在众多的可再生能源中，太阳能因其储量无穷、绿色清洁无污染、应用地域广阔等优点而备受世界各国关注。对太阳能的利用主要有光化学转换、光热转换和光电转换三种，其中光电转换是指利用半导体的光生伏特效应，利用光电转换器件将太阳能转换为电能，即光伏发电，被普遍认为在未来的能源使用中具有光明的前景。凭借丰富的储量、合适的能带结构、优异的可靠性和成熟的制造工艺等优势，硅材料牢牢占据着商业太阳能电池材料的主要市场(占比超90％)。虽然多种材料结构，包括半导体薄膜乃至有机材料正在与硅材料光伏结构竞争，但在可看的见的未来，硅基材料和结构仍会在光伏产业占据主导地位。
目前基于石墨烯/硅纳米结构的肖特基结光伏器件能够充分的结合石墨烯和硅纳米结构在光伏能量转换方面的优势，制备工艺简便，低廉的制备成本及其较高的光电转换效率，因此在新一代太阳能电池研究中吸引了广泛的关注。目前，基于石墨烯/硅纳米结构的肖特基结光伏器件已有报道，但是相比于其他基于硅纳米结构的光伏器件，该类型光伏器件的能量转换效率仍然偏低。然而，如何通过合理的结构设计改善其光学、电学特性，使柔性石墨烯/硅器件取得稳定、可靠的高效率是目前面临的主要挑战。
发明内容
针对现有技术中柔性石墨烯/硅太阳能电池的技术问题，本发明提供一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，本发明金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅基表面实现大规模纳米结构(包括纳米线、纳米孔、纳米锥、纳米柱、正金字塔和倒金字塔等)可控制备以实现硅基底增加光谱吸收的同时也达到减薄硅基得到柔性硅；本发明PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池结构为厚度1～100μm的超薄柔性电池。
通过柔性纳米织化硅片的一步法制备技术得到同时具有纳米结构和超薄柔性特性的硅片，采用化学钝化或/和场钝化的方法对硅片表面进行钝化，然后采用磁控溅射法实现二维材料对硅片表面的修饰，再引入导电层和转移片层石墨烯，最后接入电极，完成柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备。
一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；
(2)采用化学钝化或场钝化对步骤(1)的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理；
(3)采用滴涂法或旋涂法使量子点在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片正表面均匀成膜；采用湿法转移法使氧化石墨烯膜转移至步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片表面均匀成膜；采用物理气相沉积法使二维材料在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片表面均匀成膜；其中量子点为石墨烯、CdS、CdSe、ZnO、Si、ZnSe、CdTe、InP、PbSe、HgSe、PbS、HgTe或HgS，二维材料为MO2、WS2、MoSe2、SnS2、ReS2、MoTe2、GaS、GaTe、SnSe2、MoO3、BP、Bi2Te3、CNT、ZnO、GaAs、In1-xGaxAs或InAs；再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为50～100℃条件下退火处理0.1～5h；
(4)将步骤(3)退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层，再采用物理气相沉积法在氧化层表面沉积导电层；
(5)采用湿法转移法将掺杂石墨烯转移至步骤(4)的柔性纳米织化硅片的正表面；
(6)采用溶胶凝胶法制备TiO2或金属纳米颗粒，然后将TiO2或金属纳米颗粒均匀分散在有机溶剂中得到TiO2旋涂液或金属纳米颗粒旋涂液，将TiO2旋涂液或金属纳米颗粒旋涂液旋涂到步骤(5)柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成TiO2薄膜或金属纳米颗粒薄膜；
(7)将HF酸溶液滴涂在步骤(6)柔性纳米织化硅片背面反应1～60min，在硅基底背面涂抹In-Ga合金或导电银浆，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池。
所述步骤(1)金属纳米颗粒辅助化学刻蚀的具体步骤为
1)在刻蚀温度为25～60℃条件下，将硅片加入到HF-金属离子盐--氧化剂混合溶液中刻蚀3～60min；其中HF的浓度为3～6mol/L，金属离子盐为CuCl2、CuSO4或Cu(NO3)2，金属离子盐的浓度为0.01～0.4mol/L；氧化剂为H2O2，氧化剂浓度为0.5～5.0mol/L；
2)将步骤1)刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡1～50min，其中硝酸溶液质量浓度为5～50％；
3)将步骤2)将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片置于HF溶液中浸泡1～30min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为1～10％。
所述步骤(1)硅片为单晶硅片，硅纳米结构阵列的结构为正金字塔、倒金字塔、纳米线、纳米柱、纳米锥或纳米孔。
所述步骤(2)中化学钝化采用碘酒、溴酒或甲基基团；场钝化采用TiO2、SiNx或SiO2，场钝化的钝化层厚度为5～100nm。
所述步骤(3)二维材料镀层的厚度为5～100nm。
所述步骤(4)化学气相沉积法为等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)，反应气体为氧气，反应温度为200～800℃，气压为0.1～100Pa,反应时间为0.5～6h；氧化层为二氧化硅，氧化层厚度为200～400nm，导电层为Au、Pt、Pd、Ti或Cu，导电层厚度为5～100nm；所述物理气相沉积法为真空蒸镀或溅射镀。
所述步骤(5)硅基为N型时，掺杂石墨烯为P型掺杂石墨烯；硅基为P型时，掺杂石墨烯为N型掺杂石墨烯；柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为一层以上，每层石墨烯的面积为0.01～5cm2。
所述步骤(6)有机溶剂为乙醇或乙腈，金属纳米颗粒为Au、Pt、Pd、Ti或Cu；
所述步骤(7)HF酸溶液的浓度为1～40％。
所述步骤(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列，在硅基表面实现大规模纳米结构(纳米线、纳米孔、纳米锥、纳米柱、正金字塔或倒金字塔)可控制备以实现硅基底增加光谱吸收的同时也达到减薄硅基得到柔性硅；
所述步骤(2)中柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列钝化处理，可降低硅片表面光生载留子的复合几率；
更进一步地，所述真空蒸镀为在1～5Pa真空条件下，采用30V电压的电子束加热方式蒸发镀膜材料(或称膜料)并使之气化，粒子飞至基片表面凝聚成膜的工艺方法。相同真空度和电压的参数下，所得膜厚与沉积时间成正比；
更进一步地，所述溅射镀为将硅片在50～100℃条件下烘烤0.1～5h，将硅片置于氩气保护气氛中进行磁控溅射中磁控溅射镀膜；
更进一步地，所示步骤(1)中硅片为减薄预处理硅片，减薄预处理方法为硅片依次用乙醇、去离子水超声波清洗5～20min，再将硅片置于质量分数为20～50％的KOH溶液中在浸泡温度为30～90℃条件下浸泡减薄处理2～10h，将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片放置于2～6mol/L的HF酸溶液中浸泡5～30min去除窗口表面和硅片背面的氧化层。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列可控制备实现了硅基底增加光谱吸收的同时也达到减薄硅基得到柔性硅超薄柔性硅，使得硅基可弯曲且减少硅量使用；
(2)本发明采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列增加了硅基底光谱吸收率且降低了硅的表面积；
(3)本发明设计了石墨烯/硅基太阳能电池结构，能带匹配的量子点或二维结构作为中间层加入到石墨烯与具有纳米结构的硅基之间，起到能带调控，钝化，电子阻挡层和空穴传输层的作用；
(4)本发明石墨烯上层添加二氧化钛(TiO2)或金属纳米颗粒(Au、Pt、Pd、Ti或Cu)薄膜起到减反涂层(调控其能隙改善超薄硅基底对宽波普能量的吸收、转换)和电子阻挡层(改善光生电子-空穴对分离、收集)的作用。
附图说明
图1为柔性石墨烯/硅太阳能电池的结构示意图；
图2为实施例1柔性纳米织化硅片的倒金字塔结构硅纳米结构阵列的SEM表征图；
图3为实施例1柔性纳米织化硅片的倒金字塔结构硅纳米结构阵列的SEM放大图(俯视)；
图4为实施例1柔性纳米织化硅片的倒金字塔结构硅纳米结构阵列的SEM放大图(正剖)；
图5为实施例1柔性纳米织化硅片表面二维材料氧化钨薄膜的FESEM的图；
图6为实施例1柔性纳米织化硅片表面二维材料氧化钨薄膜的AFM图；
图7为实施例1柔性纳米织化硅片表面二维材料氧化钨薄膜的AFM立体图；
图8为实施例1PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光照下J-V特性曲线图；
图9为实施例1PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池暗场下J-V特性曲线图；
图10为实施例1PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能数据处理图；
图11为实施例1PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能数据处理图；
图12为实施例2PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光照下J-V特性曲线图；
图13为实施例2PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池暗场下J-V特性曲线图；
图14为实施例2PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能数据处理图；
图15为实施例2PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能数据处理图；
图16为实施例3PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能图，其中a为光照下J-V特性曲线图，b为暗场下J-V特性曲线图，c和d为光电性能数据处理图；
图17为实施例4和实施例5PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能数据处理图；
图18为实施例6PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能图，其中a为光照下J-V特性曲线图，b为暗场下J-V特性曲线图，c和d为光电性能数据处理图；
图19为实施例8、实施例8和实施例10的PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能数据处理图；
图20为实施例9PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能图，其中a为光照下J-V特性曲线图，b为暗场下J-V特性曲线图，c和d为光电性能数据处理图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；其中硅片为1.5×1.5cm2的单晶硅片，单晶硅片依次用乙醇、去离子水超声波清洗10min，再将硅片置于质量分数为45％的KOH溶液中在浸泡温度为60℃条件下浸泡减薄处理4h，将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片放置于1％的HF酸溶液中浸泡60min去除窗口表面和硅片背面的氧化层；硅纳米结构阵列的结构为倒金字塔；
金属纳米颗粒辅助化学刻蚀的具体步骤为
1)在刻蚀温度为25℃条件下，将硅片加入到HF-Cu(NO3)2-H2O2混合刻蚀液中刻蚀10min；其中HF的浓度为10mol/L，Cu(NO3)2的浓度为0.1mol/L；H2O2浓度为2mol/L；
2)将步骤1)刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡10min，其中硝酸溶液质量浓度为5％；
3)将步骤2)硝酸浸泡的硅片置于HF溶液中浸泡30min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为1％；在硅片表面引入倒金字塔结构，倒金字塔为倒四棱锥结构，边长为0.5-1μm；
(2)采用碘酒化学钝化对步骤(1)的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理；
(3)采用物理气相沉积法(磁控溅射镀膜法)使二维材料(氧化钨薄膜)在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片表面均匀成膜；其中磁控溅射镀膜法的功率为40W、压强为1～2Pa、保护气氛为氩气、磁控溅射镀膜时间为1.5h，二维材料镀层(氧化钨薄膜)的厚度为30nm；再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为50℃条件下退火处理5h；
(4)将步骤(3)退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层(SiO2)，再采用物理气相沉积法(真空蒸镀)在氧化层表面沉积导电层Au；其中化学气相沉积法为增强型化学气相沉积系统(PECVD)，200℃下通入反应气体为0.1Pa的氧气(纯度为99.99％)，反应6h；氧化层(SiO2)厚度为200nm，导电层Au厚度为5nm；
(5)采用湿法转移法将片层的掺杂石墨烯转移至步骤(4)的柔性纳米织化硅片的正表面；其中硅基为N型，掺杂石墨烯为P型掺杂石墨烯；柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为两层，每层石墨烯的面积为0.01cm2；
(6)采用溶胶凝胶法制备TiO2，然后将TiO2均匀分散在有机溶剂(乙醇)中得到TiO2旋涂液，将TiO2旋涂液旋涂到步骤(5)柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成TiO2薄膜；
(7)将HF酸溶液滴涂在步骤(6)柔性纳米织化硅片背面反应1min，在硅基底背面涂抹In-Ga合金，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池；其中HF酸溶液的浓度为40％；
本实施例柔性石墨烯/硅太阳能电池的结构示意图如图1所示，柔性石墨烯/硅太阳能电池包括导电层、柔性硅基底和背电极，柔性石墨烯/硅太阳能电池与外电路连接；
本实施例柔性硅片具有可弯曲性，减薄后的硅片具有柔性，弯曲性较好；
本实施例柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列的SEM表征图如图2所示，柔性纳米织化硅片的倒金字塔结构硅纳米结构阵列的SEM放大图(俯视)见图3，柔性纳米织化硅片的倒金字塔结构硅纳米结构阵列的SEM放大图(正剖)见图4，从图2～4中可知，本实施例柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列为倒金字塔结构；其边长和深度都为1μm,侧边与平面呈54°，证明本实施例硅纳米结构阵列结构为标准的倒金字塔结构；
本实施例柔性纳米织化硅片表面二维材料氧化钨薄膜的FESEM的图见图5；从图5中可知，在硅基的上方的氧化钨薄膜很明显，而且膜厚均匀，证明磁控溅射法所制备的氧化钨膜，性能良好。
本实施例柔性纳米织化硅片表面二维材料氧化钨薄膜的AFM图见图6，柔性纳米织化硅片表面二维材料氧化钨薄膜的AFM立体图见图7，从图6～7中可知，粗糙度几个纳米，均匀且连续的氧化钨薄膜利用磁控溅射设备成功制备，完全可以应用于后续的太阳能电池的制备；
本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光照下J-V特性曲线图见图8，本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池，可从图8直接得出该电池的光电性能(开路电压、短路电流等信息)。暗场下J-V特性曲线图见图9，由此图结合公式计算可得本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的理想填充因子；数据处理后的图见图10，结合公式可计算本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的串联电阻。
实施例2：一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；其中硅片为1.5×1.5cm2的单晶硅片，单晶硅片依次用乙醇、去离子水超声波清洗15min，再将硅片置于质量分数为20％的KOH溶液中在浸泡温度为40℃条件下浸泡减薄处理3h，将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片放置于40％的HF酸溶液中浸泡1min去除窗口表面和硅片背面的氧化层；硅纳米结构阵列的结构为倒金字塔；
金属纳米颗粒辅助化学刻蚀的具体步骤为
1)在刻蚀温度为35℃条件下，将硅片加入到HF-Cu(NO3)2-H2O2混合刻蚀液中刻蚀60min；其中HF的浓度为0.1mol/L，Cu(NO3)2的浓度为0.01mol/L；H2O2浓度为0.5mol/L；
2)将步骤1)刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡1min，其中硝酸溶液质量浓度为50％；
3)将步骤2)硝酸浸泡的硅片置于HF溶液中浸泡5min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为5％；在硅片表面引入倒金字塔结构，倒金字塔为倒四棱锥结构；
(2)采用溴酒化学钝化对步骤(1)的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理；
(3)采用物理气相沉积法(磁控溅射镀膜法)使二维材料(氧化钨薄膜)在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片表面均匀成膜；其中磁控溅射镀膜法的功率为50W、压强为1～2Pa、保护气氛为氩气、磁控溅射镀膜时间为2.8h，二维材料镀层(氧化钨薄膜)的厚度为40nm；再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为100℃条件下退火处理0.1h；
(4)将步骤(3)退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层(SiO2)，再采用物理气相沉积法(等离子体镀)在氧化层表面沉积导电层Cu；其中化学气相沉积法为增强型化学气相沉积系统(PECVD)，800℃下通入反应气体为100Pa的氧气(纯度为99.99％)，反应时间为0.5h；氧化层(SiO2)厚度为400nm，氧化层导电层Cu厚度为100nm；
(5)采用湿法转移法将片层的掺杂石墨烯转移至步骤(4)的柔性纳米织化硅片的正表面；其中硅基为N型，掺杂石墨烯为P型掺杂石墨烯；柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为5层，每层石墨烯的面积为3cm2；
(6)采用溶胶凝胶法制备TiO2，然后将TiO2均匀分散在有机溶剂(乙腈)中得到TiO2旋涂液，将TiO2旋涂液旋涂到步骤(5)柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成TiO2薄膜；
(7)将HF酸溶液滴涂在步骤(6)柔性纳米织化硅片背面反应120min，在硅基底背面涂抹导电银浆，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池；其中HF酸溶液的浓度为1％；
本实施例柔性石墨烯/硅太阳能电tuihup池的结构示意图如图1所示，柔性石墨烯/硅太阳能电池包括导电层、柔性硅基底和背电极，柔性石墨烯/硅太阳能电池与外电路连接；
本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光照下J-V特性曲线图见图12，本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池，可从图12直接得出该电池的光电性能(开路电压、短路电流等信息)。暗场下J-V特性曲线图见图13，由此图结合公式计算可得本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的理想填充因子；数据处理后的图见图14～15，结合公式可计算本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的串联电阻。
实施例3：一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片(厚度为20微米)表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；其中硅片为1.5×1.5cm2的单晶硅片，单晶硅片依次用乙醇、去离子水超声波清洗12min，再将硅片置于质量分数为90％的KOH溶液中在浸泡温度为50℃条件下浸泡减薄处理0.2h，将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片放置于5％的HF酸溶液中浸泡10min去除窗口表面和硅片背面的氧化层；硅纳米结构阵列的结构为倒金字塔；
金属纳米颗粒辅助化学刻蚀的具体步骤为
1)在刻蚀温度为45℃条件下，将硅片加入到HF-Cu(NO3)2-H2O2混合刻蚀液中刻蚀3min；其中HF的浓度为4.6mol/L，Cu(NO3)2的浓度为0.01mol/L；H2O2浓度为2mol/L；
2)将步骤1)刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡10min，其中硝酸溶液质量浓度为5％；
3)将步骤2)硝酸浸泡的硅片置于HF溶液中浸泡5min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为5％；在硅片表面引入倒金字塔结构，倒金字塔为倒四棱锥结构；
(2)采用甲基基团化学钝化对步骤(1)的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理；
(3)采用物理气相沉积法(磁控溅射镀膜法)使二维材料(氧化钨薄膜)在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片表面均匀成膜；其中磁控溅射镀膜法的功率为60W、压强为2～5Pa、保护气氛为氩气、磁控溅射镀膜时间为4.0h，二维材料镀层(氧化钨薄膜)的厚度为40nm；再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为75℃条件下退火处理2.5h；
(4)将步骤(3)退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层(SiO2)，再采用物理气相沉积法(溅射镀)在氧化层表面沉积导电层Pd；其中化学气相沉积法为增强型化学气相沉积系统(PECVD)，500℃下通入反应气体为50Pa的氧气(纯度为99.99％)，反应时间为3h；氧化层(SiO2)厚度为300nm，，导电层Pd厚度为50nm；
(5)采用湿法转移法将片层的掺杂石墨烯转移至步骤(4)的柔性纳米织化硅片的正表面；其中硅基为P型，掺杂石墨烯为N型掺杂石墨烯；柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为两层，每层石墨烯的面积为5cm2；
(6)采用溶胶凝胶法制备TiO2，然后将TiO2均匀分散在有机溶剂(乙醇)中得到TiO2旋涂液，将TiO2旋涂液旋涂到步骤(5)柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成TiO2薄膜；
(7)将HF酸溶液滴涂在步骤(6)柔性纳米织化硅片背面反应60min，在硅基底背面涂抹In-Ga合金，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池；其中HF酸溶液的浓度为20％；
本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能见图16。
实施例4：一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片(厚度为40微米)表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；其中硅片为2×2cm2的单晶硅片，单晶硅片依次用乙醇、去离子水超声波清洗15min，再将硅片置于质量分数为65％的KOH溶液中在浸泡温度为90℃条件下浸泡减薄处理12h，将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片放置于3％的HF酸溶液中浸泡10min去除窗口表面和硅片背面的氧化层；硅纳米结构阵列的结构为倒金字塔；
金属纳米颗粒辅助化学刻蚀的具体步骤为
1)在刻蚀温度为60℃条件下，将硅片加入到HF-Cu(NO3)2-H2O2混合刻蚀液中刻蚀20min；其中HF的浓度为5mol/L，Cu(NO3)2的浓度为0.4mol/L；H2O2浓度为5mol/L；
2)将步骤1)刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡50min，其中硝酸溶液质量浓度为8％；
3)将步骤2)硝酸浸泡的硅片置于HF溶液中浸泡3min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为10％；在硅片表面引入倒金字塔结构，倒金字塔为倒四棱锥结构，边长为0.1；
(2)采用场钝化(磁控溅射方法)对步骤(1)的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理溅射SiNx钝化层；场钝化的SiNx钝化层厚度为30nm；
(3)采用物理气相沉积法(磁控溅射镀膜法)使二维材料(氧化钨薄膜)在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片表面均匀成膜；其中磁控溅射镀膜法的功率为10W、压强为1～5Pa、保护气氛为氩气、磁控溅射镀膜时间为6.5h，二维材料镀层(氧化钨薄膜)的厚度为30nm；再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为60℃条件下退火处理4h；
(4)将步骤(3)退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层(SiO2)，再采用物理气相沉积法(真空蒸镀)在氧化层表面沉积导电层Pt；其中化学气相沉积法为增强型化学气相沉积系统(PECVD)，350℃下通入反应气体为25Pa的氧气(纯度为99.99％)，反应时间为4.5h，氧化层(SiO2)厚度为225nm，导电层Pt厚度为10nm；
(5)采用湿法转移法将片层的掺杂石墨烯转移至步骤(4)的柔性纳米织化硅片的正表面；其中硅基为N型，掺杂石墨烯为P型掺杂石墨烯；柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为4层，每层石墨烯的面积为2cm2；
(6)采用溶胶凝胶法制备TiO2，然后将TiO2均匀分散在有机溶剂(乙醇)中得到TiO2旋涂液，将TiO2旋涂液旋涂到步骤(5)柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成TiO2薄膜；
(7)将HF酸溶液滴涂在步骤(6)柔性纳米织化硅片背面反应90min，在硅基底背面涂抹In-Ga合金，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池；其中HF酸溶液的浓度为10％；
本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能图见图17。
实施例5：一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片(厚度为10微米)表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；其中硅片为2×2cm2的单晶硅片，单晶硅片依次用乙醇、去离子水超声波清洗15min，再将硅片置于质量分数为20％的KOH溶液中在浸泡温度为25℃条件下浸泡减薄处理8h，将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片放置于3％的HF酸溶液中浸泡10min去除窗口表面和硅片背面的氧化层；硅纳米结构阵列的结构为倒金字塔；
金属纳米颗粒辅助化学刻蚀的具体步骤为
1)在刻蚀温度为55℃条件下，将硅片加入到HF-Cu(NO3)2-H2O2混合刻蚀液中刻蚀10min；其中HF的浓度为5mol/L，Cu(NO3)2的浓度为0.1mol/L；H2O2浓度为0.5mol/L；
2)将步骤1)刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡10min，其中硝酸溶液质量浓度为8％；
3)将步骤2)硝酸浸泡的硅片置于HF溶液中浸泡5min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为5％；在硅片表面引入倒金字塔结构，倒金字塔为倒四棱锥结构；
(2)采用场钝化(磁控溅射方法)对步骤(1)的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理溅射SiO2钝化层；场钝化的SiO2钝化层厚度为5nm；
(3)采用物理气相沉积法(磁控溅射镀膜法)使二维材料(氧化钨薄膜)在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片表面均匀成膜；其中磁控溅射镀膜法的功率为70W、压强为2～5Pa、保护气氛为氩气、磁控溅射镀膜时间为6.0h，二维材料镀层(氧化钨薄膜)的厚度为60nm；再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为90℃条件下退火处理1h；
(4)将步骤(3)退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层(SiO2)，再采用物理气相沉积法(真空蒸镀)在氧化层表面沉积导电层Ti；其中化学气相沉积法为增强型化学气相沉积系统(PECVD)，650℃下通入反应气体为75Pa的氧气(纯度为99.99％)，反应时间为1.5h，氧化层(SiO2)厚度为375nm，导电层Ti厚度为5nm；
(5)采用湿法转移法将片层的掺杂石墨烯转移至步骤(4)的柔性纳米织化硅片的正表面；其中硅基为N型，掺杂石墨烯为P型掺杂石墨烯；4柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为4层，每层石墨烯的面积为4cm2；
(6)采用溶胶凝胶法制备TiO2，然后将TiO2均匀分散在有机溶剂(乙腈)中得到TiO2旋涂液，将TiO2旋涂液旋涂到步骤(5)柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成TiO2薄膜；
(7)将HF酸溶液滴涂在步骤(6)柔性纳米织化硅片背面反应30min，在硅基底背面涂抹In-Ga合金，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池；其中HF酸溶液的浓度为30％；
本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能见图17。
实施例6：一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片(厚度为65微米)表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；其中硅片为2×2cm2的单晶硅片，单晶硅片依次用乙醇、去离子水超声波清洗15min，再将硅片置于质量分数为90％的KOH溶液中在浸泡温度为90℃条件下浸泡减薄处理0.2h，将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片放置于3％的HF酸溶液中浸泡10min去除窗口表面和硅片背面的氧化层；硅纳米结构阵列的结构为倒金字塔；
金属纳米颗粒辅助化学刻蚀的具体步骤为
1)在刻蚀温度为55℃条件下，将硅片加入到HF-Cu(NO3)2-H2O2混合刻蚀液中刻蚀3min；其中HF的浓度为5mol/L，Cu(NO3)2的浓度为0.1mol/L；H2O2浓度为0.5mol/L；
2)将步骤1)刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡10min，其中硝酸溶液质量浓度为5％；
3)将步骤2)硝酸浸泡的硅片置于HF溶液中浸泡1min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为10％；在硅片表面引入倒金字塔结构，倒金字塔为倒四棱锥结构；
(2)采用场钝化(磁控溅射方法)对步骤(1)的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理溅射SiO2钝化层；场钝化的SiO2钝化层厚度为100nm；
(3)采用物理气相沉积法(磁控溅射镀膜法)使二维材料(氧化钨薄膜)在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片表面均匀成膜；其中磁控溅射镀膜法的功率为80W、压强为5～7Pa、保护气氛为氩气、磁控溅射镀膜时间为5.5h，二维材料镀层(氧化钨薄膜)的厚度为70nm；再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为67.5℃条件下退火处理3h；
(4)将步骤(3)退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层(SiO2)，再采用物理气相沉积法(真空蒸镀)在氧化层表面沉积导电层Cu；其中化学气相沉积法为增强型化学气相沉积系统(PECVD)，350℃下通入反应气体为25Pa的氧气(纯度为99.99％)，反应时间为4.5h，氧化层(SiO2)厚度为400nm，导电层Cu厚度为100nm；
(5)采用湿法转移法将片层的掺杂石墨烯转移至步骤(4)的柔性纳米织化硅片的正表面；其中硅基为N型，掺杂石墨烯为P型掺杂石墨烯；柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为10层，每层石墨烯的面积为0.02cm2；
(6)采用溶胶凝胶法制备TiO2，然后将TiO2均匀分散在有机溶剂(乙醇)中得到TiO2旋涂液，将TiO2旋涂液旋涂到步骤(5)柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成TiO2薄膜；
(7)将HF酸溶液滴涂在步骤(6)柔性纳米织化硅片背面反应90min，在硅基底背面涂抹In-Ga合金，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池；其中HF酸溶液的浓度为10％；
本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能见图18。
实施例7：一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；其中硅片为1.5×1.5cm2的单晶硅片，单晶硅片依次用乙醇、去离子水超声波清洗10min，再将硅片置于质量分数为50％的KOH溶液中在浸泡温度为70℃条件下浸泡减薄处理2h，将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片放置于40％的HF酸溶液中浸泡1min去除窗口表面和硅片背面的氧化层；硅纳米结构阵列的结构为纳米柱；
金属纳米颗粒辅助化学刻蚀的具体步骤为
1)在刻蚀温度为25℃条件下，将硅片加入到HF-金属离子盐(AgNO3)-氧化剂(H2O2)混合溶液中刻蚀1min；其中HF的浓度为4.9mol/L，金属离子盐(AgNO3)的浓度为0.05mol/L；氧化剂(H2O2)浓度为0.5mol/L；
2)将步骤1)刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡1min，其中硝酸溶液质量浓度为50％；
3)将步骤2)硝酸浸泡的硅片置于HF溶液中浸泡1min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为10％；在硅片表面引入纳米柱结构；
(2)采用碘酒化学钝化对步骤(1)的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理；
(3)采用滴涂法使量子点在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片正表面均匀成膜；其中量子点为石墨烯，膜厚为12nm，再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为50℃条件下退火处理5h；
(4)将步骤(3)退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层(SiO2)，再采用物理气相沉积法(真空蒸镀)在氧化层表面沉积导电层Au；其中化学气相沉积法为增强型化学气相沉积系统(PECVD)，200℃下通入反应气体为0.1Pa的氧气(纯度为99.99％)，反应6h；氧化层(SiO2)厚度为200nm，导电层Au厚度为5nm；
(5)采用湿法转移法将片层的掺杂石墨烯转移至步骤(4)的柔性纳米织化硅片的正表面；其中硅基为P型，掺杂石墨烯为N型掺杂石墨烯；柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为4层，每层石墨烯的面积为0.02cm2；
(6)采用溶胶凝胶法制备金属纳米颗粒(Au)，然后将金属纳米颗粒(Au)均匀分散在有机溶剂(乙醇)中得到金属纳米颗粒(Au)旋涂液，将金属纳米颗粒(Au)旋涂液旋涂到步骤(5)柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成金属纳米颗粒(Au)薄膜；
(7)将HF酸溶液滴涂在步骤(6)柔性纳米织化硅片背面反应1min，在硅基底背面涂抹导电银浆，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池；其中HF酸溶液的浓度为40％；
本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能数据见图19。
实施例8：一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；其中硅片为1.5×1.5cm2的单晶硅片，单晶硅片依次用乙醇、去离子水超声波清洗10min，再将硅片置于质量分数为50％的KOH溶液中在浸泡温度为70℃条件下浸泡减薄处理2h，将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片放置于40％的HF酸溶液中浸泡1min去除窗口表面和硅片背面的氧化层；硅纳米结构阵列的结构为纳米柱；
金属纳米颗粒辅助化学刻蚀的具体步骤为
1)在刻蚀温度为25℃条件下，将硅片加入到HF-金属离子盐(AgNO3)-氧化剂(H2O2)混合溶液中刻蚀1min；其中HF的浓度为4.9mol/L，金属离子盐(AgNO3)的浓度为0.05mol/L；氧化剂(H2O2)浓度为0.5mol/L；
2)将步骤1)刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡50min，其中硝酸溶液质量浓度为5％；
3)将步骤2)硝酸浸泡的硅片置于HF溶液中浸泡30min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为1％；在硅片表面引入纳米柱结构；
(2)采用碘酒化学钝化对步骤(1)的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理；
(3)采用旋涂法使量子点在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片正表面均匀成膜；其中量子点为石墨烯，膜厚为26nm，再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为50℃条件下退火处理5h；
(4)将步骤(3)退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层(SiO2)，再采用物理气相沉积法(真空蒸镀)在氧化层表面沉积导电层Au；其中化学气相沉积法为增强型化学气相沉积系统(PECVD)，200℃下通入反应气体为0.1Pa的氧气(纯度为99.99％)，反应6h；氧化层(SiO2)厚度为200nm，导电层Au厚度为5nm；
(5)采用湿法转移法将片层的掺杂石墨烯转移至步骤(4)的柔性纳米织化硅片的正表面；其中硅基为P型，掺杂石墨烯为N型掺杂石墨烯；柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为4层，每层石墨烯的面积为0.02cm2；
(6)采用溶胶凝胶法制备金属纳米颗粒(Pt)，然后将金属纳米颗粒(Pt)均匀分散在有机溶剂(乙醇)中得到金属纳米颗粒(Pt)旋涂液，将金属纳米颗粒(Pt)旋涂液旋涂到步骤(5)柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成金属纳米颗粒(Pt)薄膜；
(7)将HF酸溶液滴涂在步骤(6)柔性纳米织化硅片背面反应1min，在硅基底背面涂抹导电银浆，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池；其中HF酸溶液的浓度为40％；
本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能数据见图19。
实施例9：一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；其中硅片为1.5×1.5cm2的单晶硅片，单晶硅片依次用乙醇、去离子水超声波清洗10min，再将硅片置于质量分数为50％的KOH溶液中在浸泡温度为70℃条件下浸泡减薄处理2h，将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片放置于40％的HF酸溶液中浸泡1min去除窗口表面和硅片背面的氧化层；硅纳米结构阵列的结构为纳米孔；
1)在刻蚀温度为60℃条件下，将硅片加入到HF-金属离子盐(Cu(NO3)2)-氧化剂(H2O2)混合溶液中刻蚀20min；其中HF的浓度为5mol/L，金属离子盐(Cu(NO3)2)的浓度为0.4mol/L；氧化剂(H2O2)浓度为5mol/L；
2)将步骤1)刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡50min，其中硝酸溶液质量浓度为5％；
3)将步骤2)硝酸浸泡的硅片置于HF溶液中浸泡1min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为10％；
4)再将硅片置于质量分数为50％的KOH溶液中在浸泡温度为70℃条件下浸泡减薄处理30s，在硅片表面引入纳米孔结构；
(2)采用碘酒化学钝化对步骤(1)的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理；
(3)采用湿法转移法使量子点在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片正表面均匀成膜；其中量子点为石墨烯，膜厚为40nm，再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为50℃条件下退火处理5h；
(4)将步骤(3)退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层(SiO2)，再采用物理气相沉积法(真空蒸镀)在氧化层表面沉积导电层Au；其中化学气相沉积法为增强型化学气相沉积系统(PECVD)，200℃下通入反应气体为0.1Pa的氧气(纯度为99.99％)，反应6h；氧化层(SiO2)厚度为200nm，导电层Au厚度为5nm；
(5)采用湿法转移法将片层的掺杂石墨烯转移至步骤(4)的柔性纳米织化硅片的正表面；其中硅基为P型，掺杂石墨烯为N型掺杂石墨烯；柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为4层，每层石墨烯的面积为0.02cm2；
(6)采用溶胶凝胶法制备金属纳米颗粒(Pd)，然后将金属纳米颗粒(Pd)均匀分散在有机溶剂(乙醇)中得到金属纳米颗粒(Pd)旋涂液，将金属纳米颗粒(Pd)旋涂液旋涂到步骤(5)柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成金属纳米颗粒(Pd)薄膜；
(7)将HF酸溶液滴涂在步骤(6)柔性纳米织化硅片背面反应1min，在硅基底背面涂抹导电银浆，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池；其中HF酸溶液的浓度为40％；
本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能见图20。
实施例10：一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
(1)采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；其中硅片为1.5×1.5cm2的单晶硅片，单晶硅片依次用乙醇、去离子水超声波清洗10min，再将硅片置于质量分数为50％的KOH溶液中在浸泡温度为70℃条件下浸泡减薄处理2h，将减薄后的柔性硅片上表面留出中间部分作为窗口，将正表面除窗口外的其余部分进行胶封处理，然后硅片放置于40％的HF酸溶液中浸泡1min去除窗口表面和硅片背面的氧化层；硅纳米结构阵列的结构为纳米孔；
金属纳米颗粒辅助化学刻蚀的具体步骤为
1)在刻蚀温度为60℃条件下，将硅片加入到HF-金属离子盐(Cu(NO3)2)-氧化剂(H2O2)混合溶液中刻蚀20min；其中HF的浓度为5mol/L，金属离子盐(Cu(NO3)2)的浓度为0.4mol/L；氧化剂(H2O2)浓度为5mol/L；
2)将步骤1)刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡50min，其中硝酸溶液质量浓度为5％；
3)将步骤2)硝酸浸泡的硅片置于HF溶液中浸泡1min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为10％；
4)再将硅片置于质量分数为50％的KOH溶液中在浸泡温度为70℃条件下浸泡减薄处理30s，在硅片表面引入纳米孔结构；
(2)采用碘酒化学钝化对步骤(1)的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理；
(3)采用湿法转移法使量子点在步骤(2)钝化处理的柔性纳米织化硅片正表面均匀成膜；其中量子点为石墨烯，膜厚为54nm，再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为50℃条件下退火处理5h；
(4)将步骤(3)退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层(SiO2)，再采用物理气相沉积法(真空蒸镀)在氧化层表面沉积导电层Au，；其中化学气相沉积法为增强型化学气相沉积系统(PECVD)，200℃下通入反应气体为0.1Pa的氧气(纯度为99.99％)，反应6h；氧化层(SiO2)厚度为200nm，导电层Au厚度为5nm；
(5)采用湿法转移法将片层的掺杂石墨烯转移至步骤(4)的柔性纳米织化硅片的正表面；其中硅基为P型，掺杂石墨烯为N型掺杂石墨烯；柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为4层，每层石墨烯的面积为0.02cm2；
(6)采用溶胶凝胶法制备金属纳米颗粒(Cu)，然后将金属纳米颗粒(Cu)均匀分散在有机溶剂(乙醇)中得到金属纳米颗粒(Cu)旋涂液，将金属纳米颗粒(Cu)旋涂液旋涂到步骤(5)柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成金属纳米颗粒(Cu)薄膜；
(7)将HF酸溶液滴涂在步骤(6)柔性纳米织化硅片背面反应1min，在硅基底背面涂抹导电银浆，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池；其中HF酸溶液的浓度为40％；
本实施例PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池光电性能见图19。

Claims (9)

1.一种PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）采用金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法在硅片表面引入亚波长结构的硅纳米结构阵列得到柔性纳米织化硅片；其中金属纳米颗粒辅助化学刻蚀的具体步骤为
1）在刻蚀温度为25~60℃条件下，将硅片加入到HF-金属离子盐--氧化剂混合溶液中刻蚀3~60min；其中HF的浓度为3~6 mol/L，金属离子盐为CuCl2、CuSO4或Cu(NO3)2，金属离子盐的浓度为0.01~0.4 mol/L；氧化剂为H2O2，氧化剂浓度为0.5~5.0mol/L；
2）将步骤1）刻蚀的硅片置于硝酸溶液中浸泡1~50min，其中硝酸溶液质量浓度为5~50%；
3）将步骤2）硝酸浸泡的硅片置于HF溶液中浸泡1~30min，再用去离子水冲洗硅片，其中HF溶液质量浓度为1~10%；
（2）采用化学钝化或场钝化对步骤（1）的柔性纳米织化硅片的硅纳米结构阵列进行钝化处理；
（3）采用滴涂法或旋涂法使量子点在步骤（2）钝化处理的柔性纳米织化硅片正表面均匀成膜；或采用湿法转移法使氧化石墨烯膜转移至步骤（2）钝化处理的柔性纳米织化硅片表面均匀成膜；或采用物理气相沉积法使二维材料在步骤（2）钝化处理的柔性纳米织化硅片表面均匀成膜；其中量子点为石墨烯、CdS、CdSe、ZnO、Si、ZnSe、CdTe、InP、PbSe、HgSe、PbS、HgTe或HgS，二维材料为MO2、WS2、MoSe2、SnS2、ReS2、MoTe2、GaS、GaTe、SnSe2、MoO3、BP、Bi2Te3、CNT、ZnO、GaAs、In1-xGaxAs或InAs；再将成膜的柔性纳米织化硅片置于温度为50~100℃条件下退火处理0.1~5h；
（4）将步骤（3）退火处理的柔性纳米织化硅片正面中间窗口遮挡，采用化学气相沉积法在中间窗口外围生成氧化层，再采用物理气相沉积法在氧化层表面沉积导电层；
（5）采用湿法转移法将掺杂石墨烯转移至步骤（4）的柔性纳米织化硅片的正表面；
（6）采用溶胶凝胶法制备TiO2或金属纳米颗粒，然后将TiO2或金属纳米颗粒均匀分散在有机溶剂中得到TiO2旋涂液或金属纳米颗粒旋涂液，将TiO2旋涂液或金属纳米颗粒旋涂液旋涂到步骤（5）柔性纳米织化硅片表面的石墨烯上形成TiO2薄膜或金属纳米颗粒薄膜；
（7）将HF酸溶液滴涂在步骤（6）柔性纳米织化硅片背面反应1~60min，在硅基底背面涂抹In-Ga合金或导电银浆，然后粘附在导电铜片上作为硅基底的欧姆电极，得到柔性石墨烯/硅太阳能电池，其中柔性石墨烯/硅太阳能电池结构的厚度为1~100μm。
2.根据权利要求1所述PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤（1）硅片为单晶硅片，硅纳米结构阵列的结构为正金字塔、倒金字塔、纳米线、纳米柱、纳米锥或纳米孔。
3.根据权利要求1所述PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤（2）中化学钝化采用碘酒、溴酒或甲基基团；场钝化采用TiO2、SiN x 或SiO2，场钝化的钝化层厚度为5~100nm。
4.根据权利要求1所述PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤（3）二维材料镀层的厚度为5~100 nm。
5.根据权利要求1所述PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤（4）氧化层为二氧化硅，氧化层厚度为200~400nm，导电层为Au、Pt、Pd、Ti或Cu，导电层厚度为5~100nm。
6.根据权利要求1所述PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：物理气相沉积法为真空蒸镀、溅射镀或等离子体镀。
7.根据权利要求1所述PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤（5）硅基为N型时，掺杂石墨烯为P型掺杂石墨烯；硅基为P型时，掺杂石墨烯为N型掺杂石墨烯；柔性纳米织化硅片表面的掺杂石墨烯为一层以上，每层石墨烯的面积为0.01~5cm2。
8.根据权利要求1所述PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤（6）有机溶剂为乙醇或乙腈，金属纳米颗粒为Au、Pt、Pd、Ti或Cu。
9.根据权利要求1所述PERC柔性石墨烯/硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤（7）HF酸溶液的浓度为1~40%。
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