[發(fā)明專利]一種黑硅硅片表面納米微結構的修正方法

有效

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• 申請日: 2013-12-28
• 公開（公告）號: CN103700728B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 鄒帥;王栩生;章靈軍
• 申請（專利權）人: 蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 陶海鋒,陸金星

技術領域

本發(fā)明涉及一種硅片表面微結構的修正方法，尤其涉及一種黑硅硅片表面納米微結構的修正方法，屬于太陽能技術領域。

背景技術

隨著太陽能電池組件的廣泛應用，光伏發(fā)電在新能源中越來越占有重要比例，獲得了飛速發(fā)展。目前商業(yè)化的太陽電池產品中，晶體硅(單晶和多晶)太陽電池的市場份額最大，一直保持85%以上的市場占有率。

黑硅是一種新型材料結構，通常指吸收率很高的硅表面或者硅基薄膜。黑硅太陽電池因為具有較低的表面反射率、較高的短路電流，從而受到業(yè)內廣泛的關注，黑硅硅片有望成為制備高效太陽電池的理想材料。但由于黑硅硅片表面為非平坦結構，導致其表面積較大、表面復合比較嚴重，具有較大的表面復合速率，從而降低了少子壽命和開路電壓，造成黑硅太陽電池的光電轉換效率相比常規(guī)電池提升不明顯，甚至比常規(guī)電池效率還低。因此，如何減小表面復合速率，提高黑硅太陽電池開壓成為黑硅太陽電池產業(yè)化的關鍵。

在黑硅太陽電池的制作過程中，由于黑硅硅片表面納米微結構的存在，產線正常的磷擴散工藝會造成尖銳的納米微結構頂端摻雜濃度較高，導致黑硅硅片表面復合加重，從而影響開路電壓。對黑硅硅片表面納米微結構的去尖銳化修正可以降低其表面積，減小表面復合速率，從而提高黑硅太陽電池開壓。

現有技術中，一般在擴散之前，要利用酸液或堿液對黑硅硅片表面尖銳的納米微結構進行修正腐蝕，使其變得圓鈍，從而有利于開路電壓的提升。然而，酸液或堿液腐蝕速率較快，不宜控制；且增加的額外化學腐蝕工序增加了黑硅太陽電池的制造成本；另外，酸堿化學物質還會造成環(huán)境污染。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種黑硅硅片表面納米微結構的修正方法，由其制備的黑硅太陽電池具有高的少子壽命和開路電壓。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種黑硅硅片表面納米微結構的修正方法，包括如下步驟：

(1)?將黑硅硅片清洗干凈；

(2)?將清洗后的黑硅硅片放進通入攜三氯氧磷的氮氣的擴散爐內，于800℃～840℃下擴散60～90min，得到擴散后的黑硅硅片；

(3)?在擴散爐內停止通入攜三氯氧磷的氮氣，同時通入干氧和大氮，或者通入濕氧和大氮；然后將擴散爐內的溫度降至550℃～750℃，對上述擴散后的黑硅硅片進行退火氧化處理，處理時間為30～60min，自然降溫后即得到氧化后的黑硅硅片；

(4)?取出上述氧化后的黑硅硅片，清洗除去雜質玻璃，即完成黑硅硅片表面納米微結構的修正。

本發(fā)明中，黑硅硅片沒有特別限制；步驟(1)中對硅片的清洗屬于常規(guī)技術；經過步驟(4)清洗除去雜質玻璃（PSG）后的黑硅硅片表面尖銳的納米微結構變得圓鈍，反射率上升了1%～5%。

上述技術方案中，所述步驟(3)中，通入干氧和大氮時，干氧流量為10L/min~20L/min，大氮流量為10L/min~20L/min；

通入濕氧和大氮時，濕氧流量為10L/min~20L/min，大氮流量為10L/min~20L/min。

上述技術方案中，所述步驟(3)得到的氧化后的黑硅硅片上的雜質玻璃的厚度為50～100?nm。

上述技術方案中，所述步驟(3)得到的氧化后的黑硅硅片的擴散方阻為70～110Ω/sq，結深為0.3～0.6微米。

由于上述技術方案的采用，與現有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明利用退火氧化技術直接在黑硅硅片擴散工序完成后對黑硅硅片表面納米微結構進行修正，無需添加額外的工序，同時還避免了現有濕法腐蝕速度快、不易控制的問題。?

2、實驗證明：采用本發(fā)明的修正方法修正后的黑硅硅片表面摻雜濃度較低，具有結構圓鈍的納米微絨面結構、低的表面復合速率、高的開路電壓，其反射率上升了1%～5%；由其制備的黑硅太陽電池的光電轉換效率提升了0.2%以上，取得了意想不到的技術效果。

3、本發(fā)明公開的方法簡單易行，與現有的工業(yè)化生產工藝兼容性好，不增加任何其它設備、工序和附加成本，具有良好的可行性和適應性，適合工業(yè)化生產。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一中修正前后的黑硅硅片表面微結構的示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例、對比例及附圖對本發(fā)明作進一步描述：

實施例一

一種黑硅硅片表面納米微結構的修正方法，包括如下步驟：

首先，將黑硅硅片清洗干凈；