[發(fā)明專利]一種硅片、硅片絨面結構及其制備方法

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• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN114695591A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 葉曉亞;周思潔;曹芳;鄒帥;王栩生
• 申請（專利權）人: 蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司;阿特斯陽光電力集團股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0236
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供了一種硅片、硅片絨面結構及其制備方法，所述制備方法包括如下步驟：(1)堿液中對硅片進行各向異性堿制絨處理，烘干后得到第一硅片；(2)在步驟(1)所得第一硅片的電極設置區(qū)域絲網(wǎng)印刷納米金屬顆粒漿料，烘干后得到第二硅片；(3)對步驟(2)所得第二硅片依次進行酸蝕處理與酸洗處理，烘干后完成硅片絨面結構的制備。本發(fā)明利用絲網(wǎng)印刷在電極設置區(qū)域設置納米金屬顆粒，然后通過酸蝕處理得到納米級孔洞絨面，便于在電極設置區(qū)域實現(xiàn)高濃度摻雜并在非電極設置區(qū)域實現(xiàn)低濃度摻雜；而且，通過使絲網(wǎng)印刷所用網(wǎng)版與設置電極柵線所用網(wǎng)版相同，使電極與高濃度摻雜區(qū)域準確對應，保證了電池的填充因子。

技術領域

本發(fā)明屬于新能源技術領域，涉及一種硅片的處理方法，尤其涉及一種硅片、硅片絨面結構及其制備方法。

背景技術

太陽能以其清潔環(huán)保、取之不竭在全球范圍內(nèi)受到追捧，被認為是21世紀最重要的新能源之首。在太陽能光伏領域，晶體硅太陽能電池的轉換效率較高，原材料來源簡單，當前仍是太陽能電池行業(yè)的主力。

傳統(tǒng)的硅太陽能電池中，擴散的濃度需要適應印刷電極的要求，通常要求擴散由較高的摻雜濃度，在較高的摻雜濃度下，硅片表面載流子復合率較高，會減小短路電流密度，從而使效率下降。

從電池開路電壓和短路電流角度考慮，則需要進行低濃度摻雜；而從填充因子及電極與電池片接觸角度考慮，應當進行高濃度摻雜，SE工藝能夠很好地解決兩者之間的矛盾：即在電極接觸區(qū)域采用高濃度摻雜，在光吸收區(qū)域采用低濃度摻雜。

在光吸收區(qū)域采用低濃度摻雜，可以在高載流子產(chǎn)生率的區(qū)域獲得高的收集率，提高電池的短路電流。在電極接觸區(qū)域，即電極柵線設置區(qū)域進行高濃度摻雜，在設置電極時容易形成歐姆接觸，從而降低太陽能電池的串聯(lián)電阻，提高電池的填充因子，還能夠防止電極金屬的擴散，減少了金屬在禁帶中引入雜質(zhì)能級的幾率。

同樣的，光電轉換效率是決定太陽能電池優(yōu)劣的最主要參數(shù)之一，減少電池受光面上電池表面減反射成的制備是太陽能電池制作工程中的主要環(huán)節(jié)。在電池表面形成絨面結構，可以增加硅片表面的比表面積，使入射的太陽光可以在硅片表面進行多次反射，從而降低了太陽光在硅片表面的反射，有效增強了太陽光的利用率。將絨面結構與SE工藝進行結合，能夠有效提高太陽能電池的性能。

CN 103337560A公開了一種用于太陽能電池的三維硅納米結構的制備方法，包括以下步驟：將硅片清洗后，首先利用堿溶液對單晶硅表面各向異性腐蝕的特性，在硅片表面形成類似于“金字塔”的絨面結構；然后利用金屬離子輔助化學刻蝕方法，在“金字塔”的絨面結構上進一步刻蝕硅納米線，從而形成一種新型硅納米線-金字塔的三維硅納米結構。該制備方法通過各向異性腐蝕為硅片提供了更大的比表面積，增強了硅片表面對太陽光的陷光作用。

CN 102306681A公開了一種準單晶硅片的制絨方法，包括先對以(100)晶粒為主的準單晶硅片采用堿制絨工序，再采用酸制絨工序。堿制絨在原先的(100) 晶粒上形成較好的金字塔絨面，但非(100)晶粒則為拋光面，兩者之間絨面外觀差異較大；再采用酸制絨工藝來平衡該外觀差異，對(100)晶粒上形成的金字塔進行少量的腐蝕，整體仍然保持堿制絨工藝的高光纖利用率、低反射率的特性，使硅片外觀一致性好。該工藝無法實現(xiàn)分區(qū)的高濃度摻雜與低濃度摻雜。

CN 103924305A公開了一種準單晶硅片絨面的制備方法，包括先對硅片進行酸制絨，再依次進行第一次各向異性堿制絨與第二次各向異性堿制絨。其中酸制絨在單晶區(qū)域形成細小均勻的“金字塔”絨面結構，絨面深度適中；酸制絨、第一次各向異性堿制絨與第二次各向異性堿制絨相配合，有效減少了晶界間的臺階高度，使硅片外觀無色差且顏色均一。但該工藝同樣無法實現(xiàn)分區(qū)的高濃度摻雜與低濃度摻雜。

而且，在高濃度摻雜區(qū)域設置電極時，需要確保電極與摻雜區(qū)域的精準對位，否則會出現(xiàn)電極與高濃度摻雜區(qū)域對位不準，填充因子偏低的缺陷；而且，隨著絲網(wǎng)印刷的進行，絲網(wǎng)印刷的圖形網(wǎng)版也會發(fā)生形變，造成無法避免的對位不準缺陷。