[发明专利]一种反应离子刻蚀制备太阳电池硅片绒面的方法以及用该方法制造的太阳电池

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电池制造领域，特别涉及利用反应离子刻蚀进行单晶硅或多晶硅表面制绒的方法以及用该方法制造的太阳电池。

背景技术

在晶体硅太阳电池的制造过程中，由于单晶硅片和多晶硅片与溶液反应不易控制，溶液腐蚀工艺不能在单晶硅和多晶硅表面上产生足够均匀一致和足够低反射率的绒面。利用掩膜腐蚀法制备硅片绒面需要相当复杂的工艺。首先要在硅片上氧化出一层二氧化硅掩膜，然后在掩膜上开一系列大约4微米的小孔，再进行酸腐蚀。尽管掩膜腐蚀法可以制备出反射率很低的绒面，由于工艺复杂性，掩膜腐蚀法还不能在工业生产中得到应用。传统方法制造单晶硅绒面一般需要使用与多晶硅制绒不同的设备或工艺，给产品的切换带来困难。另外，溶液腐蚀法需要使用大量的化学品溶液，给减少废液排放或实现零排放带来较大压力。虽然已有反应离子刻蚀技术方面的报道，但是已有的反应离子刻蚀技术采用含一种卤素气体与其他气体的组合制造单晶或多晶绒面，这种方法仍不能得到足够低反射率的绒面，已有技术制备的绒面的反射率在10％～20％。并且已有的反应离子刻蚀技术制造速度较慢，无法实现每小时1200片以上连续制造。

发明内容

本发明人在研究中，通过大量实验发现：当使用包含至少两种含卤素的气体和氧化性气体的反应离子刻蚀气体进行晶体硅绒面制备时，制备的硅片的绒面，与已有的反应离子刻蚀技术所制备的硅片的绒面相比，绒面的反射率显著地降低，且能够实现大批量连续生产。基于此实验成果，完成了本发明。

因此，本发明的一个目的是提供一种反应离子刻蚀制备太阳电池硅片绒面的方法。

本发明的另一目的是提供一种太阳电池，该电池的基质材料如多晶硅或单晶硅片采用上述方法来制备绒面。

本发明提供的一种反应离子刻蚀制备太阳电池硅片绒面的方法，该方法是将硅片放入反应离子刻蚀腔，然后通入反应离子刻蚀气体进行硅片表面刻蚀，其中，所述反应离子刻蚀气体中包含至少两种含卤素的气体和氧化性气体。

上述方法中，所述含卤素的气体的总量和氧化性气体的体积比为3～18:5～25，优选为5～17:9～23，最优选为6～15:10～19。

上述方法中，所述至少两种含卤素的气体为Cl₂、CF₄、HBr、C₂F₆、SF₆、F₂、CHF₃和NF₃中的至少两种的任意组合；所述氧化性气体为O₂或O₃。

优选地，上述方法中，所述至少两种含卤素的气体中至少一种为Cl₂；所述氧化性气体为O₂。

进一步优选地，所述反应离子刻蚀气体中包含两种含卤素的气体，且Cl₂与另一种含卤素的气体的体积比为1～6:2～12，优选为1～5:5～11，最优选为2～5:6～10。

上述方法中，所述硅片包括单晶硅片和多晶硅片。

在上述方法中，所述反应离子刻蚀气体被激发形成等离子体，并由电场控制其方向。

具体地，所述方法为：把硅片放入反应离子刻蚀腔中，抽真空至1.5×10^-8～1.5×10^-1帕，然后，以300～1800毫升/分钟的流量通入含卤素的气体以及以500～2500毫升/分钟的流量通入氧化性气体，待腔体内压力稳定后，加射频功率200～1500瓦，刻蚀0.2～1.5分钟，停止供气，抽真空至1.5×10^-8～1.5×10^-1帕，然后以600～1500毫升/分钟的流量通入氮气至1个大气压，之后打开工艺腔，将硅片取出。

通过上述方法制备的硅片的绒面反射率在7.90％～9.30％。

本发明提供的一种太阳电池，其中使用的硅片的绒面通过上述的方法制造。

具体实施方式