[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于反應(yīng)離子刻蝕的黑硅鈍化接觸電池的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010597522.X
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111933745A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳程;吳偉梁;包杰;馬麗敏;陳嘉;劉志鋒;林建偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 泰州中來(lái)光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/18
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/18;H01L21/3065;H01L21/02;H01L31/0236;B82Y40/00
• 代理公司: 北京金之橋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11137
• 代理人: 李托弟;朱黎光

本發(fā)明涉及一種基于反應(yīng)離子刻蝕的黑硅鈍化接觸電池的制備方法。該方法包括：對(duì)制絨后的n型單晶硅基體前表面進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕處理，以在微米級(jí)的金字塔結(jié)構(gòu)上形成納米級(jí)孔洞結(jié)構(gòu)；清洗n型單晶硅基體，以去除反應(yīng)離子刻蝕過(guò)程中產(chǎn)生的殘留物和離子轟擊形成的損傷層，并對(duì)所述納米級(jí)孔洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)孔處理；對(duì)n型單晶硅基體進(jìn)行后處理。本發(fā)明的制備方法不會(huì)引入金屬離子，其對(duì)后續(xù)的清洗工藝要求不高，且能獲得定制大小的納米級(jí)孔洞結(jié)構(gòu)，其工藝簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性可靠，適用于大規(guī)模量產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于反應(yīng)離子刻蝕的黑硅鈍化接觸電池的制備方法。

背景技術(shù)

在晶體硅太陽(yáng)電池中，光學(xué)、電學(xué)和電阻損失是限制太陽(yáng)能電池效率的主要因素。目前已有的商業(yè)化晶體硅太陽(yáng)電池中，多晶太陽(yáng)能電池采用酸制絨，形成蠕蟲(chóng)狀的孔洞結(jié)構(gòu)，制絨后表面反射率在16％-20％；相較于多晶電池，單晶電池表面采用堿制絨技術(shù)，形成金字塔結(jié)構(gòu)，可以獲得比常規(guī)多晶電池更低的表面反射率，制絨后反射率為11％-13％。由于多晶硅片金剛線(xiàn)切割的推廣，常規(guī)的酸制絨工藝后表面反射率更高，并且伴有明顯的線(xiàn)痕等外觀缺陷，嚴(yán)重影響多晶電池效率，黑硅技術(shù)可以完美的解決這一問(wèn)題。

目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有一些廠商將該黑硅技術(shù)應(yīng)用到多晶電池生產(chǎn)中，該技術(shù)可以降低表面反射率，提升電池的短路電流，從而提升電池效率。然而，黑硅技術(shù)在單晶電池中的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道。在單晶電池中疊加黑硅技術(shù)，可以進(jìn)一步的降低電池表面反射率，提升短路電流，從而提升電池效率；此外，黑硅單晶電池表面各角度反射率均很低，而常規(guī)單晶只對(duì)垂直入射的光反射率低，黑硅TOPCon電池可以滿(mǎn)足特斯拉瓦的需求。

目前，常用的黑硅技術(shù)有如下幾種：1)激光刻蝕法、2)氣相腐蝕法、3)金屬催化化學(xué)腐蝕法。其中，激光刻蝕法和氣相腐蝕法由于設(shè)備造價(jià)昂貴，在產(chǎn)業(yè)化中應(yīng)用很少，一般用于實(shí)驗(yàn)室研究。

金屬催化化學(xué)腐蝕法在多晶電池產(chǎn)業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，其主要利用金屬的催化能力，通過(guò)利用AgNO₃/H₂O₂的混合溶液或者CuSO₄/HF的混合溶液來(lái)刻蝕硅表面。其原理為：溶液中的金屬離子擴(kuò)散到硅片表面后，從硅片中吸收電子被還原成金屬單質(zhì)吸附在硅片表面，同時(shí)將金屬單質(zhì)下的硅氧化成氧化硅，隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，在硅片表面形成納米級(jí)孔洞結(jié)構(gòu)。該制備方法會(huì)引入金屬離子，這將對(duì)后續(xù)的清洗要求更高；并且，該制備方法中，形成的納米級(jí)孔洞結(jié)構(gòu)的尺寸與引入的金屬粒子大小的相關(guān)，無(wú)法獲得定制大小的孔洞結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于反應(yīng)離子刻蝕的黑硅鈍化接觸電池的制備方法。

本發(fā)明的一種基于反應(yīng)離子刻蝕的黑硅鈍化接觸電池的制備方法，包括以下步驟：

(1)、對(duì)制絨后的n型單晶硅基體前表面進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕處理，以在微米級(jí)的金字塔結(jié)構(gòu)上形成納米級(jí)孔洞結(jié)構(gòu)；

(2)、清洗步驟(1)處理后的n型單晶硅基體，以去除反應(yīng)離子刻蝕過(guò)程中產(chǎn)生的殘留物和離子轟擊形成的損傷層，并對(duì)所述納米級(jí)孔洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)孔處理；

(3)、對(duì)步驟(2)處理后的n型單晶硅基體進(jìn)行后處理。

本發(fā)明提供的一種基于反應(yīng)離子刻蝕的黑硅鈍化接觸電池的制備方法，還包括如下附屬技術(shù)方案：

其中，在步驟(1)中，

反應(yīng)離子刻蝕的氣體為SF₄、CL₂與O₂的混合氣體，反應(yīng)離子刻蝕的功率為100-600w；其中，SF₄、CL₂與O₂的體積比為1：1：2-1：1：4。

其中，在步驟(1)中，