[發明專利]晶體硅太陽電池制絨方法

無效

• 申請號: 201110459609.1
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102569511A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 李志偉
• 申請（專利權）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C30B33/10
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明涉及晶體硅太陽電池片的制備技術領域，特別是一種晶體硅太陽電池制絨方法。

背景技術

晶體硅電池技術中為了改善光電轉換效率，需要降低光反射率。現有減反射技術主要有兩部分組成：減反射膜、陷光絨面結構。單多晶電池絨面制備技術主要有濕法腐蝕與干法刻蝕兩種，制造業中有干濕法結合的方法用于生產。

制造業中單晶硅在(100)晶面上用堿溶液各向異性腐蝕制作的金字塔絨面，角錐體表面為(111)面，與底面為54.7°，所有垂直入射光將得到至少二次入射機會，11.1％的在溝槽底部的入射光將經歷三次入射，整體反射率低于20％。實驗室中單晶PERL電池借助堿溶液形成倒金字塔(Inverted?pyramid?cell?surface)絨面結構效率高達24.7％。

多晶硅由于晶向原因，不能利用堿溶液的各向異性腐蝕形成以上絨面結構。制造業中一般利用混酸的各項同性腐蝕形成“樹皮狀”絨面結構，反射率～24％。有報道稱采用掩膜結合RIE制絨方法制作的蜂巢(honeycomb?texturing)絨面結構，轉換效率也可達到19.8％。但此方法較復雜且設備成本較高。

多晶硅由于晶向原因不能利用堿溶液各向異性腐蝕腐蝕，很難形成“越陡越好”的絨面結構，導致整體上多晶硅減反射效果差于單晶硅太陽電池結構影響了短路電流。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種晶體硅太陽電池制絨方法，制備的絨面結構，有效降低了多晶硅電池表面的光反射。

本發明解決其技術問題所采用的方案是：一種晶體硅太陽電池制絨方法，在硅片表面制作掩膜，然后在掩膜上開的掩膜窗口，再通過磁場定向作用的電化學腐蝕方法腐蝕出絨面結構，電化學腐蝕液由DMF、HF和H2O組成，其比例范圍100DMF∶10HF∶15H2O至100DMF∶5HF∶5H2O。

具有如下制備步驟：a.將硅片表面清洗拋光；b.在硅片表面沉積一層氮化硅薄膜；c.絲網印刷一層腐蝕性漿料在氮化硅薄膜表面，得到所定義的掩膜圖形；d.對硅片進行電化學腐蝕。

有如下制備步驟：a.將硅片表面清洗拋光；b.在硅片表面沉積一層氮化硅薄膜；c.在硅片表面沉積一層氧化硅薄膜，光刻后得到掩膜圖形；d.采用濃磷酸腐蝕出掩膜圖形后進行RCA清洗；e.對硅片進行電化學腐蝕。

電化學腐蝕電流密度為0.01～100mA/cm2。

磁場強度5-500mT。

磁場線初始方向垂直于電流方向，受形貌調整要求在垂直與平行方向之間做調整。

本發明的有益效果是：電化學腐蝕在磁場作用下對晶體硅進行腐蝕，通過對工藝參數的控制可以除去表面掩膜層及損傷層的同時得到垂直性很好的絨面結構，此結構可以降低光反射率。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明；

圖1是本發明的掩模方式一的示意圖；

圖2是本發明的掩模方式二的示意圖；

圖3是本發明的電化學腐蝕制絨的原理示意圖；

圖中，1.硅片，2.掩膜。

具體實施方式

實施例1：

如圖1、2和3所示，為了制備低反射率絨面結構首先將硅片表面清洗拋光去掉表面損傷層及得到較平坦的表面以利于掩蔽效果。其次在硅片表面以PECVD沉積一層氮化硅薄膜，膜厚根據后續掩蔽效果需求調整。然后絲網印刷一層腐蝕性漿料在氮化硅薄膜表面，得到所定義的掩膜圖形，所留下的氮化硅薄膜掩蔽層有兩種存在方式分別為掩膜方式一、掩膜方式二；最后對硅片進行電化學腐蝕，其中電化學腐蝕液由DMF、HF和H2O組成，其比例范圍100DMF∶10HF∶15H2O至100DMF∶5HF∶5H2O，電化學腐蝕電流密度為0.01～100mA/cm2；磁場線初始方向垂直于電流方向，受形貌調整要求在垂直與平行方向之間做調整，磁場強度5-500mT。磁場對溶液離子具有定向作用使得各項同性的電化學腐蝕具備一定的各項異性的腐蝕特性，在不同方向上有不同的腐蝕速率，電化學腐蝕方法在除掉表面掩膜層同時腐蝕出陷光絨面結構。最終對應掩膜方式一得到的絨面為垂直性良好凸起狀小丘結構。對應掩膜方式二得到的絨面為垂直性良好高寬比大于1.5的凹槽絨面結構。

實施例2：

為了制備低反射率絨面結構首先將硅片表面清洗拋光去掉表面損傷層及得到較平坦的表面以利于掩蔽效果。其次在硅片表面以PECVD沉積一層氮化硅薄膜，膜厚根據后續掩蔽效果需求調整。然后在硅片表面沉積一層氧化硅薄膜，光刻后得到掩膜圖形，后續采用濃磷酸腐蝕出掩膜圖形后進行RCA清洗最終留下的氮化硅薄膜掩蔽層有兩種存在方式分別為掩膜方式一、掩膜方式二；最后對硅片進行電化學腐蝕，其中電化學腐蝕液由DMF、HF和H2O組成，其比例范圍100DMF∶10HF∶15H2O至100DMF∶5HF∶5H2O，電化學腐蝕電流密度為0.01～100mA/cm2；磁場線初始方向垂直于電流方向，受形貌調整要求在垂直與平行方向之間做調整，磁場強度5-500mT。磁場對溶液離子具有定向作用使得各項同性的電化學腐蝕具備一定的各項異性的腐蝕特性，在不同方向上有不同的腐蝕速率。最終對應掩膜方式一得到的絨面為垂直性良好凸起狀小丘結構。對應掩膜方式二得到的絨面為垂直性良好高寬比大于1.5的凹槽絨面結構。