[發明專利]太陽能電池表面結構的RIE腐蝕工藝

在審

• 申請號: 201310349175.9
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103390696A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 汪昭輝;郭文林;張盛杰;楊健;吳宇;龐益靜
• 申請（專利權）人: 江蘇宇兆能源科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 包紅健

技術領域

本發明涉及太陽能電池表面的處理工藝，特別是一種適用于多晶硅太陽能電池表面結構的RIE腐蝕工藝。

背景技術

晶體硅電池為了提升轉化效率需要進行表面織構化，即對硅片表面進行制絨處理以減少照射在電池片表面的光損失。制絨后的表面結構可以減少反射損失，讓光線傾斜射入硅片的內部，因此減少了少子電荷在PN結的再復合。隨著少子數目的增加（其中較少一部分的少子在跑往PN結的途中被復合），因此電池電流得到提高。單晶硅經常用堿性溶液蝕刻成倒金字塔結構的表面。而多晶硅由于有各種各樣的晶相，很難蝕刻出規則的絨面。

多晶硅太陽能電池的產業化生產一般采用酸性化學腐蝕液（HF-HNO₃）進行表面絨面的制備。制備出的絨面在硅片表面反射率上遠低于100單晶硅堿液腐蝕的方式制備出的絨面。并且HF-HNO₃刻蝕的應用很難帶來可重復制造的結果。而機械的制絨技術需要硅片具有足夠的穩定性，特別不適合薄的、彎曲的脆性材料。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種太陽能電池表面結構的RIE腐蝕工藝，以降低多晶硅表面對光的反射率，提高多晶硅電池的轉換效率。反應離子刻蝕（Reactive?Ion?Etching，RIE）是一種微電子干法腐蝕工藝。RIE蝕刻原理是：當在平板電極之間施加10～100MHZ的高頻電壓時會產生數百微米厚的離子層，在其中放入試樣，離子高速撞擊試樣而完成化學反應蝕刻。RIE腐蝕工藝的反應原理是：反應室中的低壓刻蝕氣體加上高頻電場后產生輝光放電。在強電場作用下，被高頻電場加速的雜散電子與蝕刻氣體的分子或原子進行隨機碰撞，當電子能量大到一定程度時，隨機碰撞變為非彈性碰撞，并產生二次電子發射。它們又進一步與蝕刻氣體分子碰撞，不斷激發或電離蝕刻氣體分子。這種激烈碰撞引起電離和復合。當電子的產生和消失過程達到平衡時，放電能持續不斷地維持下去。由非彈性碰撞產生的離子、電子及游離基具有很強的化學活性，可與樣品表面的原子起化學反應，形成揮發性物質，達到腐蝕樣品表層的目的。同時，高能離子在一定的工作壓力下，射向樣品表面，對樣品表面進行物理轟擊。RIE通過使用活性離子對襯底的物理轟擊和化學反應的雙重作用來進行蝕刻，同時具有各向異性和選擇性好的優點。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種太陽能電池表面結構的RIE腐蝕工藝，包括以下步驟：

步驟一：將要刻蝕的硅片置于功率電極上；

步驟二：關閉反應室，充入反應所需的氣體；

步驟三：設置反應參數，射頻功率、反應氣體壓強和反應時間；

步驟四：運行設備開始腐蝕工藝；

步驟五：結束腐蝕工藝，取出腐蝕后的硅片。

進一步地，所述步驟二中，反應所需的氣體采用SF₆。

進一步地，所述SF₆氣體的流量為20-60標準毫升/分鐘。

進一步地，所述步驟三中，設置射頻功率為200-400瓦，設置反應氣體壓強為15-40帕，設置反應時間為10-40分鐘。

進一步地，所述SF₆氣體的流量為40標準毫升/分鐘，反應氣體壓強為25帕，射頻功率為300瓦，反應時間20分鐘。

本發明提供的太陽能電池表面結構的RIE腐蝕工藝，能夠實現在多晶硅產業化上的應用，并能夠有效地降低多晶硅表面的反射率，提高多晶硅電池的轉換效率。

附圖說明

圖1為太陽能電池表面結構的RIE腐蝕工藝流程圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合實施例及附圖，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖1所示，本發明實施例提供的太陽能電池表面結構的RIE腐蝕工藝，包括以下步驟：

步驟一：將要刻蝕的硅片置于功率電極上；

步驟二：關閉反應室，充入反應所需的氣體；

步驟三：設置反應參數，射頻功率、氣體壓強和反應時間；

步驟四：運行設備開始腐蝕工藝；

步驟五：結束腐蝕工藝，取出腐蝕后的硅片。

多晶硅太陽能電池表面結構的腐蝕主要受射頻功率、氣體流量和反應氣體壓強的影響，因此需要嚴格控制射頻功率、氣體流量和反應氣體壓強。

以下以優選的實施例對本發明進行進一步說明。

實施例一：

首先，將要刻蝕的多晶硅硅片置于功率電極上；