[發明專利]一種多晶硅表面蜂巢狀結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201710213445.1
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN107068805A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 蒲天;吳兢;杜歡;王蘭芳;趙興國
• 申請（專利權）人: 江蘇輝倫太陽能科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0236
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明屬于技術太陽能電池技術領域，特別涉及一種多晶硅表面蜂巢狀結構及其制備方法。

背景技術

相對于傳統制絨，其多晶硅表面結構均為微米級蠕蟲狀結構，反射率控制在24%左右，具有很大的提升空間；黑硅技術發現于20世紀90年代末，哈佛大學Eric Mazur教授等[Applied Physics Letters，1998，73(12)：1673~1675]使用飛秒激光技術獲得了對近紫外至近紅外波段的光(0.25～2.5μm)幾乎全部吸收的黑硅。目前光伏技術中制備的“黑硅”，具有良好的陷光作用，能夠顯著降低硅片表面的反射率，被認為是可以有效提高太陽能電池轉化效率的結構。目前有許多不同的方法制備出黑硅，如飛秒激光脈沖法、等離子體刻蝕法及金屬離子輔助刻蝕法等；因初步制備的黑硅結構并且反射率可以做的很低。但這種原始的黑硅納米陷光結構通常具有結構較小、密、深且缺陷多，目前的技術均會對原始黑硅結構進行優化，優化的方法目前大多為使用堿處理，處理后的硅片結構多為孔狀或是倒金字塔結構。

多晶硅表面蜂巢狀結構為使用一種充分利用酸堿腐蝕特性的濕化學方法制成，利用各項同性和各向異性的雙重特點，可以將不同納米結構的黑硅通過氧化腐蝕成具有規則的蜂巢狀結構的納米絨面結構。與現有技術相比，其有益效果是多晶黑硅表面重構的結構為蜂巢狀結構，此結構相比孔狀或倒金字塔結構的陷光效果更優，光在蜂巢狀結構中的反射次數更多，且此大小的結構，可以更好的保證黑硅低反射率的特性且結構中每個面均能更好的覆蓋鈍化膜，產生更優異的鈍化效果，從而改善了多晶太陽電池的電性能，有效提升了電池的轉化效率。且工藝簡單，可實現大面積批量生產，擁有很廣泛的應用市場。

因此，如何增加硅片表面光的吸收，同時不增加其表面復合，能夠提高太陽電池轉化效率，且方法便捷可行可產業化，具有重要意義。

發明內容

本發明提供一種多晶硅表面蜂巢狀結構及其制備方法，以解決現有技術中的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種多晶硅表面蜂巢狀結構的制備方法，包括以下步驟：

S1、將多晶硅硅片置于溶液A中進行清洗，去除多晶硅硅片表面的機械損傷層；

所述溶液A按照體積百分比濃度包括：HF 3%~10%、HNO₃ 15%~38%、DI純水52%~82%；

S2、將清洗好的多晶硅硅片進行黑硅制備，采用金屬離子輔助刻蝕法或使用飛秒激光脈沖法或反應離子刻蝕法進行，制備成黑硅硅片；

S3、將制備好的黑硅硅片進行浸洗，去除殘留金屬顆粒；

S4、將清洗后的黑硅硅片置于溶液C中進行結構重構，再將重構后的黑硅硅片置于溶液D中進行處理，即可在多晶硅硅片表面制得蜂巢狀結構；

所述S4中溶液C按照體積百分比濃度包括：HF2%~8%、HNO₃20%~48%、H₂O₂0%~4%、余量為DI純水，反應溫度為5℃~12℃，反應時間為50s~500s。

進一步的，所述S1中將多晶硅硅片置于溶液A中清洗的反應溫度為7℃~9℃，反應時間為1~2min。

進一步的，所述S2中金屬離子輔助刻蝕法：將去除損傷層后的多晶硅硅片置于HF、H₂O₂、AgNO₃、Cu(NO₃)₂ 及DI純水的混合溶液中，其中HF體積百分比濃度為 0.3%~5%、H₂O₂ 體積百分比濃度為0%~4%、固體AgNO₃物質的量濃度為0.01mol/L~2mol/L、固體Cu(NO₃)₂物質的量濃度為0mol/L~3mol/L、余量為DI純水，使用此混合溶液中進行初步腐蝕，反應溫度為8℃~30℃，反應時間為10~300s，再將初步腐蝕后的多晶硅硅片置于按照體積百分比濃度包括HF2%~8%、H₂O₂1%~5%、DI純水87%~97%的混合溶液中進行深度腐蝕，反應溫度為8℃~60℃，反應時間為10s~500s，得到黑硅硅片。