[发明专利]一种二次制绒法制备晶体硅太阳能电池的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制作技术领域，具体涉及一种二次制绒法制备晶体硅太阳能电池的工艺。

背景技术

在各种太阳电池中，晶体硅电池一直占据着最重要的地位。近年来，在晶体硅太阳电池提高效率和降低成本方面取得了巨大成就和进展，进一步提高了它在未来光伏产业中的优势地位。硅片对太阳光的反射能力的强弱直接影响到太阳能电池的性能，而在太阳能电池制作中直接影响硅片对太阳光的反射能力的步骤是硅片制绒过程。现有的制绒方法主要是采用大量的化学试剂和水源进行清洗，这样传统方法中采用的大部分的化学试剂对操作者和环境都会带来相当大的污染和危险，还有一种比较常用的表面处理方法是采用化学试剂对硅片进行钝化后再采用退火的处理方法，这种方法的缺点是提高了生产成本同时还增加了工艺步骤，而这两种制绒方法对硅片的表面复合率的降低并不是十分有效的。本发明采用了湿法制绒和干法制绒相结合的新型晶体硅太阳能电池制绒工艺，能够有效的降低硅片的反射率，同时也能降低硅片的表面复合率，提高电池的转化效率。

发明内容

本发明的目的是要提供一种二次制绒法制备晶体硅太阳能电池的工艺，采用该方法制绒可以增加光在晶体硅体内的光程，减少光反射损失，提高电池的转化效率。

本发明的一种二次制绒法制备晶体硅太阳能电池的工艺采用的技术方案，步骤包括：

①一次制绒 将硅片进行化学腐蚀去除晶体硅表面损伤层，然后进行湿法制绒及化学清洗；

②二次制绒及钝化 将上述硅片再经过反应离子刻蚀（RIE）进行二次制绒；

③二次制绒后的硅片依次进行钝化、去除离子、扩散、边缘绝缘、去磷硅玻璃、氢钝化及沉积氮化硅膜、丝网印刷、烧结等步骤。

步骤①中湿法制绒用的酸或者碱溶液浓度为1~15%。

步骤②中反应离子刻蚀具体步骤为,采用含有氟离子和氧离子的反应离子刻蚀系统（CF₄+O₂），反应条件为，气体：CF₄（50~100sccm）+O₂（5~10sccm）；功率：100~300W；压力：10~100Pa；刻蚀时间:30~300 s。

步骤③中钝化过程为反应离子刻蚀后，将硅片置于盛有1~10%氢氟酸中，反应时间30~100s，除去硅片表面上的氧化层并形成硅氢键的处理过程。

步骤③中去除离子过程为将钝化后的硅片置于盛有5~20%的盐酸的溶液中，反应时间100~300s，去除残留在硅片表面上金属离子的清洗过程。

步骤③中氢钝化时间是在300~1000s。氢钝化就是采用PECVD工艺沉积氮化硅膜前，先通入易于电离的硅烷生成氢离子，形成Si-H ，减少硅悬空键，减少表面态，提高短路电流，达到提高转化效率的目的。

本发明的有益效果是：本发明的一种二次制绒法制备晶体硅太阳能电池的工艺首先按常规方法化学腐蚀去除晶体硅表面损伤层，湿法制绒及化学清洗，再经过反应离子刻蚀进行二次制绒；采用该方法制绒不会给硅片造成损伤和缺陷，破片率低，还可以增加光在晶体硅体内的光程，减少光反射损失。制绒后的硅片，随后进行钝化、去除离子、扩散、边缘绝缘、去磷硅玻璃、氢钝化及沉积氮化硅膜、丝网印刷、烧结等步骤。钝化、去除离子步骤可以彻底清洗硅片表面残留的杂质离子，预防了因杂质离子清洗不彻底对电池性能造成的负面影响；在沉积氮化硅膜过程前的氢钝化可以减少硅悬空键，形成Si-H，减少表面态，提高短路电流，达到提高转化效率的目的。本发明不仅适合各种晶体硅电池，能够有效提高太阳能电池的转换效率，适用于工业应用。

本发明采用了湿法制绒和干法制绒相结合的新型晶体硅太阳能电池制绒工艺，采用的湿法制绒在先的工艺步骤，湿法制绒的作用有两个，一是对硅片表面进行清洗，二是对硅片表面进行腐蚀制绒；本发明能够有效的降低硅片的反射率，同时也能降低硅片的表面复合率，提高电池的转化效率。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面结合实例来说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。

实施例1：