[發明專利]一種反應離子刻蝕方法形成的納米絨面表面缺陷修復方法

在審

• 申請號: 201710908714.6
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107623056A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 丁建寧;盛健;袁寧一;楊亞娣
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/02
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司32280
• 代理人: 袁興隆

技術領域

本發明屬于太陽能制造技術領域，具體涉及一種反應離子刻蝕方法形成的納米絨面表面缺陷修復方法。

背景技術

光伏發電作為新興的清潔可再生能源，可將太陽能直接轉換成電能。電池片的光電轉換效率是降低光伏發電成本的關鍵之一。金剛線切割技術的發展，可有效降低切片成本。但經金剛線切割形成的多晶硅片，使用常規酸制絨工藝，無法形成良好的表面陷光結構，電池表面陷光結構對于電池的轉換效率至關重要，反應離子體刻蝕方法(RIE)可形成均一的納米級絨面，有效降低硅片表面的反射率，增加光的吸收，提升太陽能電池的光生電流。但RIE制絨過程中，離子轟擊會對硅片的表面造成一定的損傷，損傷層會進一步形成復合中心，降低太陽能電池的開壓及轉化效率。因此，RIE制絨后需要增加去損傷工藝，RIE納米級絨面深度在100-200nm范圍內，需要去除5-20nm厚的損傷層，需要精準的控制，否則破壞絨面，導致反射率升高，光吸收變差；現有的去損傷工藝有HF-HNO3體系、HF-H2O2體系、KOH體系均無法做到精準的控制，導致去損傷后的表面反射率分布控制難度較大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服去損傷工藝難以精準控制、硅片在去損傷后反射率范圍較寬等的問題，提供一種反應離子刻蝕方法形成的納米絨面表面缺陷修復方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種反應離子刻蝕方法形成的納米絨面表面缺陷修復方法，包括步驟：

(1)反應離子刻蝕方法形成的損傷層去除及表面微修飾：配置HF臭氧混合溶液，將經RIE處理后的硅片放置于所述HF臭氧混合溶液中，使得硅片表面形成氧化硅層；

(2)在絨面制備完成后，將硅片放置于由HF、HCl和去離子水混合而成的混合溶液中，去除硅片表面的氧化硅層及金屬離子，然后烘干，進入多晶電池片正常流程。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(1)中所述HF臭氧混合溶液的質量濃度為1％-10％。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(1)中所述HF臭氧混合溶液在常溫條件下，O₃濃度在30-150ppm范圍內。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(1)中所述臭氧使用臭氧發生器制得。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(1)中所述經RIE處理后的硅片與所述HF臭氧混合溶液的反應時間為5min-15min。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(2)中所述HF、HCl和去離子水混合而成的混合溶液中HF的質量濃度為1％～2.5％。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(2)中所述HF、HCl和去離子水混合而成的混合溶液中HCl的質量濃度為2％～5％。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(2)中所述硅片與所述HF、HCl和去離子水混合而成的混合溶液的反應時間為500s-700s。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(2)中所述硅片與所述HF、HCl和去離子水混合而成的混合溶液的反應時間為600s。

本發明的有益效果是：

(1)可以精準控制所去除反應離子刻蝕形成的損傷層的厚度，使得去損傷后反射率范圍集中，電池片顏色外觀均一；

(2)與常規HF-HNO3體系、HF-H2O2體系去損傷層工藝相比，化學品耗用量更低；

(3)O₃不但可去除表面損傷層，而且其對硅片表面的有機物及金屬離子也有較好的清除能力，硅片表面的潔凈度增加。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。其中：

圖1為本發明的實施例一中的硅片表面經反應離子刻蝕處理后形成的納米絨面的SEM圖；

圖2為本發明的實施例一中的硅片表面經過缺陷修復后的納米絨面的SEM圖；

圖3為本發明的實施例一中的硅片的缺陷層修復前后硅片表面的反射率對比；

圖4為本發明的實施例一中的電池在500W/m²和1000W/m²光照下的伏安曲線圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。