[發(fā)明專利]一種多晶硅片及其表面蚯蚓狀腐蝕坑形成的方法

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• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108538936A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設計）人: 喬芬;梁啟超;楊健
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H01L31/0368
• 分類號: H01L31/0368;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種多晶硅片及其表面蚯蚓狀腐蝕坑形成的方法，具體包括如下步驟：清洗和去除多晶硅片表面損傷層；酸液的配置以及多晶硅片的刻蝕；清洗和干燥。本發(fā)明采用最為簡單的酸刻蝕，在低溫條件下在多晶硅表面刻蝕出蚯蚓狀的腐蝕坑，所述多晶硅表面的蚯蚓狀的腐蝕坑呈現(xiàn)細窄且長的坑狀狀結構，且腐蝕坑取得了很好的減反射效果。相比與其他酸堿或者干法刻蝕方法，本發(fā)明僅采用酸液為刻蝕液，無任何添加劑、工藝簡單、操作方便，可控性好且無污染，適應于商業(yè)化模式生產。

技術領域

本發(fā)明屬于多晶硅太陽能電池表面紋理處理領域，具體涉及一種多晶硅片及其表面蚯蚓狀腐蝕坑形成的方法。

背景技術

隨著社會的發(fā)展以及人們生活水平的提高，以光伏行業(yè)為主的新能源產業(yè)以其無污染、產量巨大等優(yōu)點越來越被人們所重視，尤其是近幾年太陽能電池產業(yè)取得了飛速的發(fā)展。由于多晶硅晶粒取向多樣性，采用堿溶液刻蝕無法在多晶硅表面得到均勻的絨面結構，使得多晶硅產業(yè)的發(fā)展受到了一定的限制。在此背景下，進行不同條件下的酸法刻蝕多晶硅則顯得尤為重要。

多晶硅具有非常好的光電性能，是太陽能光電子器件基礎材料。但多晶硅光電子器件一般都要對其表面進行織構化處理，使之獲得更好的光電轉換效能。提高多晶體的表面織構化，有效的辦法是在硅表面進行修飾使硅表面形成絨面結構,如多晶硅表面均勻分布陷阱坑，可以使光在硅表面多次反射折射，從而使光有更多的機會進入到晶體硅中。

目前常采用的方法有：(1)機械刻槽，它是利用傳統(tǒng)的V形刀或者是其它的刀面在硅表面機械摩擦以形成規(guī)則陷光槽。(2)激光刻槽，激光刻槽是使用高能量的激光光束作用于硅片表面，在其表面形成特定的規(guī)則形貌。(3)反應離子蝕刻，RIE利用低壓氣體產生等離子體，它利用物理機制輔助化學刻蝕或產生反應離子參與化學刻蝕。盡管上述方法能夠在多晶硅表面得到良好的絨面結構，但是這些方法都需要大型加工設備以及復雜的刻蝕過程，不利于大規(guī)模的推廣使用。此外還有化學刻蝕方法，就是利用酸或堿腐蝕液，與硅反應腐蝕從而在硅片表面形成腐蝕坑，然而不同條件下所得到的絨面結構不同。因此，尋找合適的條件對形成均勻的絨面結構具有重要意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種多晶硅片及其表面蚯蚓狀腐蝕坑形成的方法，通過該方法的實施可以在多晶硅表面刻蝕出蚯蚓狀腐蝕坑，有效的增加了入射光在硅表面的折射次數(shù)，進而提高光的吸收。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：多晶硅表面蚯蚓狀腐蝕坑形成的方法，包括以下步驟：

去除多晶硅片表面損傷層：將經過清洗的多晶硅片置于HF溶液中浸泡一段時間，進行表面機械損傷層去除；

酸液的配置及多晶硅片的刻蝕：配置HF、HNO₃和去離子水按照一定比例混合，形成的混合溶液作為酸刻蝕液，將配置好的所述酸刻蝕液放置在冰浴環(huán)境下一段時間，待溫度達到設定的要求，將多晶硅片漂浮在酸刻蝕液表面刻蝕一段時間；

清洗與干燥：將刻蝕后的多晶硅片用NaOH溶液、去離子水清洗，然后干燥處理。

上述方案中，所述去除多晶硅片表面損傷層的步驟具體為：將多晶硅片用去離子水清洗表面的污塵，接著用乙醇清洗，再用濃度為5-8％的HF浸泡一段時間，去除多晶硅片表面的機械損傷層，再用去離子水清洗多晶硅片，去除多晶硅表面多余的酸液。

上述方案中，所述酸液的配置及多晶硅片的刻蝕中，HF、HNO₃和去離子水按照HF：HNO₃：H₂O＝1：4：2的體積比進行混合，形成酸刻蝕液。

上述方案中，所述酸刻蝕液在冰浴下放置10～20min。

上述方案中，所述多晶硅片的刻蝕中，將配置好的所述酸刻蝕液放置在冰浴環(huán)境下待酸刻蝕液溫度達到4度，將多晶硅片漂浮在酸刻蝕液表面刻蝕。