具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅的制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于晶硅太陽能電池器件制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有高效納米絨面 結(jié)構(gòu)的多晶硅制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 晶體娃表面具有$父尚的反射率，在晶娃太陽能電池技術(shù)中，改進(jìn)制域工藝和新型 減反射薄膜工藝能夠很大程度的降低晶硅太陽能電池的表面反射率。然而，傳統(tǒng)多晶硅采 用酸腐蝕的方法制絨，所得到的大尺寸絨面依然存在相當(dāng)高的光學(xué)反射損失，嚴(yán)重限制了 多晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的提升。
[0003] 為了降低多晶硅表面的光反射損失，目前最佳的方法就是減小多晶硅絨面尺寸， 提高多晶硅表面的陷光效果從而提高光吸收性能。在近幾年的研究中，反應(yīng)離子刻蝕法和 金屬催化化學(xué)腐蝕法制備黑硅絨面成為了解決晶硅表面光反射損失的重要方法。
[0004] 然而，這種多晶黑硅絨面容易出現(xiàn)表面復(fù)合中心，同時在減反射薄膜沉積過程中 容易出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，對太陽能電池的光電流密度和光電轉(zhuǎn)換效率帶來較大的負(fù)面影 響，因此需要對多晶硅絨面結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能降低多晶硅太陽 能電池片的反射率，還能提尚太陽能電池的光電性能的多晶娃太陽能電池尚效納米域面的 的制備方法，該方法工藝簡單，重現(xiàn)性好，可控程度高，符合環(huán)境要求，適合工業(yè)生產(chǎn)。另外 還提供一種該制備方法所制得的高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅在多晶硅太陽能電池中的應(yīng) 用。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅的制備方法，包括以下步驟： (1) 反應(yīng)離子刻蝕制絨：將去損傷后的多晶硅片置于反應(yīng)離子刻蝕機中，刻蝕形成具有 納米多孔結(jié)構(gòu)的多晶黑硅； (2) 硅片表面腐蝕：將步驟（1)所得的具有納米多孔結(jié)構(gòu)的多晶黑硅浸入四甲基氫氧 化銨和制絨添加劑的混合溶液中進(jìn)行表面腐蝕，得到具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅。
[0007] 上述的具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟（2)中，所 述四甲基氫氧化銨和制絨添加劑的混合溶液中，所述四甲基氫氧化銨的質(zhì)量濃度為〇. lw/ v%~5w/v%，所述制絨添加劑的質(zhì)量濃度為0. lw/v%~0. 5w/v%。
[0008] 上述的具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟（2)中，所 述表面腐蝕的時間為3 min~lOmin。
[0009] 上述的具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟（1)中，反 應(yīng)氣體為SFjP 0 2的混合氣體，所述SF 6和0 2的體積比為0. 3~0. 6 : 1。
[0010] 上述的具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟（1)中，反 應(yīng)氣壓為25 mTorr~200mTorr，反應(yīng)功率為70 W~200W，反應(yīng)時間為lOmin~40min。
[0011] 上述的具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅的制備方法，優(yōu)選的，在進(jìn)行步驟（1)之 前，還包括多晶硅的清洗和去損傷步驟：先將多晶硅片置于清洗溶液中進(jìn)行超聲清洗，然后 將清洗后的多晶硅片置于酸性混合水溶液中進(jìn)行化學(xué)腐蝕，得到去損傷后的多晶硅片。
[0012] 上述的具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅的制備方法，優(yōu)選的，所述清洗溶液包括 以下體積分?jǐn)?shù)的組分：20%~40%的乙醇、30%~50%的丙酮和10%~20%的去離子水，所述 超聲清洗的時間為2min~7min。
[0013] 上述的具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅的制備方法，優(yōu)選的，所述酸性混合水溶 液中，包含質(zhì)量濃度為5w/v%~9w/v%的HF、質(zhì)量濃度為10w/v%~30w/v%的HN0 3和質(zhì)量 濃度為4w/v%~9w/v%的CH3C00H，所述化學(xué)腐蝕的溫度為5°C~10°C，時間為1 min~3 min〇
[0014] 作為一個總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的制備方法所制得的高效納米絨 面結(jié)構(gòu)的多晶硅在多晶硅太陽能電池中的應(yīng)用。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于： 1、本發(fā)明的制備方法，先采用反應(yīng)離子刻蝕的方法在多晶硅表面制出多孔納米黑硅結(jié) 構(gòu)，然后采用堿腐蝕的方式形成高效納米絨面，消除了納米復(fù)合中心，增加了多晶硅表面絨 面的比表面積，降低了多晶硅制絨之后的反射率，提高了多晶硅太陽能電池的光電性能。該 方法工藝簡單，重現(xiàn)性好，可控程度高，符合環(huán)境要求，適合工業(yè)生產(chǎn)。
[0016] 2、本發(fā)明的制備方法，采用反應(yīng)離子刻蝕和堿液腐蝕兩步配合，堿液具體采用四 甲基氫氧化銨和制絨添加劑的混合溶液，可專門針對反應(yīng)離子刻蝕后的硅片表面結(jié)構(gòu)和晶 相的處理，能夠獲得很好的硅片表面納米絨面結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高電池的光電性能。
[0017] 3、本發(fā)明的制備方法，為配合后續(xù)的堿液處理，對反應(yīng)離子刻蝕工藝各參數(shù)進(jìn)行 了優(yōu)化，優(yōu)化后的反應(yīng)離子刻蝕結(jié)合后續(xù)堿液處理，進(jìn)一步改善了硅片表面納米絨面結(jié)構(gòu)， 從而能獲得更好的電池性能。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明實施例1的具有尚效納米域面結(jié)構(gòu)的多晶娃的制備不意圖。
[0019] 圖2為原始多晶硅片、經(jīng)酸液處理后的多晶硅片、經(jīng)酸液加RIE處理后的多晶硅 片、實施例1制備的具有尚效納米域面結(jié)構(gòu)的多晶娃對應(yīng)的時間 -反射率的關(guān)系圖。
[0020] 圖3為用本實施例1所得的具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅制備多晶硅太陽能電 池的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而 限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022] 實施例1: 一種本發(fā)明的具有高效納米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅的制備方法，如圖1所示，包括以下步 驟： (1)將厚度為180 ym的多晶硅片在清洗溶液中進(jìn)行超聲清洗5min，以去除表面有機物 和雜質(zhì)；該清洗溶液由體積分?jǐn)?shù)為35%的乙醇、50%的丙酮和15%的去離子水組成；配制HF 的質(zhì)量濃度為7w/v%、HN03的質(zhì)量濃度為16w/v%、CH3C00H的質(zhì)量濃度為5w/v%的酸性混合