[發(fā)明專利]一種單晶硅表面倒金字塔濕法制絨方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310326805.4
• 申請日: 2023-03-29
• 公開（公告）號: CN116356428A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍晨亮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京師范大學(xué)珠海校區(qū)
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;C30B29/06;H01L31/18;H01L31/0236;C09K13/08
• 代理公司: 北京沃知思真知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11942
• 代理人: 袁辰亮

本發(fā)明屬于新材料與太陽能技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種單晶硅表面倒金字塔濕法制絨方法，與傳統(tǒng)的酸性金屬催化腐蝕不同在于，該方法無需使用金屬離子，可以在單晶硅的表面制備大面積的微納米倒金字塔陣列結(jié)構(gòu)，這種倒金字塔結(jié)構(gòu)能夠有效的吸收光線，進(jìn)而改善光伏器件的光反射特性，提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。本方法制備的微納米結(jié)構(gòu)倒金字塔陣列具有體積小等優(yōu)點(diǎn)，且制備工藝簡單，成本低廉，安全無污染，可大規(guī)模用于太陽能電池的制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新材料與太陽能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單晶硅表面倒金字塔濕法制絨方法，還涉及一種晶硅太陽能電池。

背景技術(shù)

晶體硅濕法化學(xué)腐蝕可以實(shí)現(xiàn)各種硅微納米結(jié)構(gòu)的制備，在微電子、微機(jī)電系統(tǒng)和光伏行業(yè)具有重要地位。在晶體硅上腐蝕出金字塔陣列對光太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率影響很大。而目前科學(xué)界對太陽能電池近半個(gè)世紀(jì)的研究表面。

經(jīng)檢索，申請?zhí)朇N201310562781.9的中國專利，公開了一種單晶硅太陽能電池表面制絨處理方法，該方法制作的單晶硅片太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率較高，穩(wěn)定性好，用于光伏發(fā)電，是較好的選擇。其對單晶硅正金字塔陣列制備采用無機(jī)堿溶液或有機(jī)堿溶液制備。

申請?zhí)枺琙L200410017032.9的中國專利，公開了用于硅腐蝕的四甲基氫氧化銨腐蝕液及制備方法，對單晶硅正金字塔陣列制備采用的是四甲基氫氧化銨腐蝕液制備。

常規(guī)的金字塔陣列制備方法僅限于用無機(jī)堿溶液或有機(jī)堿溶液制備，而利用酸性的氫氟酸溶液無法在硅表面腐蝕出正金字塔陣列。

因此，提出用金屬催化刻蝕與堿腐蝕相結(jié)合的方法，在硅表面制備倒金字塔結(jié)構(gòu)。一般采用含銅酸性溶液制備倒金字塔結(jié)構(gòu)。后續(xù)銅離子酸性溶液制備倒金字塔結(jié)構(gòu)的方法也逐漸被改進(jìn)。但是該方法沉積大量的銅，而銅屬于深能級雜質(zhì)，會造成較大的載流子復(fù)合，影響光電轉(zhuǎn)換效率，并且廢液對環(huán)境不友好[參見：Xu?H.Y.,et.al.Controllablenanoscale?inverted?pyramids?for?highly?efficient?quasi-omnidirectionalcrystalline?silicon?solar?cells，Nanotechnology,2018,29,015403.和Tang?Q?T,ShenHL,et?al.Cu-assisted?chemical?etching?of?bulk?c-Si:A?rapid?and?novel?methodto?obtain?45μm?ultrathin?flexible?c-Si?solar?cells?with?asymmetric?front?andback?light?trapping?structures[J].Sol?Energy?2018；170:263-72.]。

上述方法在腐蝕過程中容易在硅表面沉積大量銅納米顆粒，腐蝕出的倒金字塔尺寸大且表面粗糙，對反射率的降低起不到很好的作用

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新型單晶硅表面倒金字塔濕法制絨方法，以解決腐蝕過程中容易在硅表面沉積大量金屬納米顆粒，腐蝕出的倒金字塔尺寸大且表面粗糙，對反射率的降低起不到很好的作用的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提出的一種單晶硅表面倒金字塔濕法制絨方法，包括以下步驟：

S1、將表面清潔的晶體硅片放入含有混合處理制劑的容器中，在80℃下反應(yīng)120-140分鐘即可在硅片表面腐蝕出大面積微納米倒金字塔絨面；

S2、將腐蝕后的晶體硅片放入去離子水溶液里面浸泡去掉表面殘存的氫氟酸；

所述混合處理制劑為焦亞硫酸鉀和氫氟酸混合溶液或焦亞硫酸鈉和氫氟酸混合溶液。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述S1中的晶體硅片為單晶硅片或類單晶硅片。