[發明專利]一種太陽能電池用硅材料表面規則化的方法

無效

• 申請號: 201010168633.5
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN101866982A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 吳志明;蔣亞東;姜晶;趙國棟;張安元
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，具體涉及一種太陽能電池用硅材料表面規則化的方法。

背景技術

太陽能電池是把光能轉變為電能的光電半導體器件，隨著太陽能電池應用于“先鋒一號”取得成功后，越來越多的衛星采用太陽能電池作為主電源，與此同時，太陽能電池在地面上的應用也越來越廣，如照明，無線電中繼，電視轉播以及建筑物的供電等等。按制作材料的不同，太陽能電池可以分為硅太陽能電池以及化合物太陽能電池，其中又以硅太陽能電池應用的最為廣泛。為了減少反射光在硅電池表面上的反射損失，利用腐蝕的原理，使硅太陽能電池光照表面“絨面化”，可以增大受光表面積，減少太陽光的反射率，十分顯著地提高電池將太陽能轉化為電能的效率。但是該方法對電池光照表面的處理是自發形成，不受人為控制的，形成的“絨面”不均勻且極不規則，并且由于該方法的不可控，致使其重復性較差，不宜于在大規模生產中應用。

發明內容

本發明所要解決的問題是：如何提供一種太陽能電池用硅材料表面規則化的方法，該方法能克服現有技術中所存在的缺陷，增大硅表面的吸光面積的同時，保證硅表面的均勻與規則性，具有操作可控、簡單易行、可重復性好和適宜大規模生產應用的特點。

本發明所提出的技術問題是這樣解決的：提供一種太陽能電池用硅材料表面規則化的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、清洗基片后，吹干；

步驟2、在基片表面沉積一層厚度為50nm-500nm的特定薄膜，該特定薄膜為氧化硅薄膜，氮化硅薄膜或鎳鎘薄膜；

步驟3、在特定薄膜表面涂上一層光刻膠，并采用特定掩膜圖形對光刻膠圖形化，所述特定掩膜圖形設置為若干個規則排列的實心圓孔陣列，圓孔直徑為0.1μm-10μm，相鄰圓心距為0.1μm-10μm；

步驟4、刻蝕基片表面的特定薄膜，使之圖形化，隨后去除特定薄膜上的光刻膠；

步驟5、將2g-12g的氫氧化鉀或氫氧化鈉，6ml-100ml的去離子水，以及6ml-25ml的異丙醇混合在一起，配制成堿濕法腐蝕液，并加溫至60℃-90℃；

步驟6、將經過步驟4圖形化的基片浸入步驟5得到堿濕法腐蝕液中進行6min-40min的腐蝕；

步驟7、使用去離子水對堿腐蝕后的基片進行漂洗，再使用氮氣吹干得到表面規則分布著尖錐的硅材料，所述尖錐底直徑為0.1μm-10μm，尖錐高為0.5μm-30μm。

按照本發明所提供的一種太陽能電池用硅材料表面規則化的方法，其特征在于，步驟1中清洗過程是依次在丙酮、酒精、去離子水中用超聲波清洗基片。

本發明的有益效果：該方法采用光刻、掩膜技術以及堿濕法腐蝕技術相結合，在對硅表面進行堿濕法腐蝕前，在硅表面沉積一層掩膜層，并使用掩膜版對硅表面的掩膜層圖形化，增大硅表面的吸光面積的同時，保證了硅表面的均勻與規則性，具有操作可控，簡單易行，可重復性好以及宜于大規模生產應用的優點。

附圖說明

圖1是本發明所述的掩膜圖形；

圖2是使用本發明所述的一種太陽能電池用硅材料表面規則化的方法后制備的硅材料的掃描電鏡照片。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述：

本發明的目的是提供一種太陽能電池用硅材料表面規則化的方法。該方法的特征在于，采用光刻、掩膜技術以及堿濕法腐蝕技術相結合，在對硅表面進行堿濕法腐蝕前，在硅表面沉積一層掩膜層，并使用掩膜版對硅表面的掩膜層圖形化，使硅表面的腐蝕具有選擇，可控性。

本發明中一種太陽能電池用硅材料表面規則化的方法的技術方案為：

利用腐蝕的原理，在硅表面形成金字塔結構，可以增大受光表面積，減少太陽光的反射率，但該腐蝕方法極不可控，可重復性較差。為了使腐蝕人為可控，腐蝕出的硅表面具有規則性與均勻性，可在對硅表面進行堿濕法腐蝕前，在硅表面沉積一層掩膜層，并使用掩膜版對硅表面的掩膜層圖形化。在圖形下方的硅受掩膜層保護，在剛開始時并不被堿液腐蝕，腐蝕僅從沒有圖形，不被掩膜層保護的地方開始，并由于堿腐蝕速率的晶面各異性，最終在硅表面形成與掩膜圖形分布相同，規則，均勻排列的尖錐形結構陣列。

為了進一步說明本發明的內容，對本發明的一種太陽能電池用硅材料表面規則化的方法作描述，包括以下步驟：

步驟1、依次在丙酮、酒精、去離子水中用超聲波清洗基片后，再使用氮氣吹干基片。

步驟2、在基片表面沉積一層特定厚度的特定薄膜。

步驟3、在特定薄膜表面涂上一層光刻膠，并采用特定掩膜圖形對光刻膠圖形化。