[发明专利]一种多晶硅表面两次酸刻蚀织构的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅太阳电池的生产工艺，属于半导体光电材料技术领域。 

背景技术

在太阳电池的酸刻蚀表面织构工艺中，酸刻蚀液一般为HF、HNO₃和去离子水按一定比例混合而成，其中HNO₃为强氧化剂，在反应中提供反应所需要的空穴；HF的作用是与反应的中间产物SiO₂反应生成络合物H₂SiF₆,以促进反应进行；去离子水对反应起缓冲作用。反应中酸对硅的刻蚀速度与晶粒取向无关，因此酸刻蚀织构又称为各向同性腐蚀。腐蚀反应最先发生在反应激活能最低的位置(比如在晶体缺陷处或是表面损伤处),最初的腐蚀可视为点腐蚀,然后呈辐射状向各个方向推进。由于硅片切割水平不同，某些硅片切割的下刀初期，切割用的SiC等切割材料较锐利，造成了下刀处表面损伤密度较高，而当进入切割的中期后，因切割材料已变钝，因此表面损伤密度较低。如果采用传统的腐蚀溶液，会造成损伤层密度高的腐蚀量过大，腐蚀坑形貌不同，进而造成PECVD镀膜后太阳电池片出现色差。 

 二次酸刻蚀织构工艺中，第一次酸刻蚀织构的特点为温度较低和时间较短，有效去除了硅片表面的机械损伤层，同时形成了较小的腐蚀坑。第二次织构的特点为温度较高和时间较长，在硅片表面形成了较大且均匀的腐蚀坑，有效克服了传统工艺腐蚀坑不均匀的缺点。 

发明内容

本发明采用对多晶硅表面进行二次酸刻蚀织构的方法，目的在于克服一些因硅片切割引起的损伤层密度不同的硅片，在酸刻蚀液中，腐蚀坑不均匀的现象，进而导致PECVD镀膜后太阳能电池片的色差，优化了电池片的外观。 

本发明的特点

1、有效的去除了硅片表面的机械损伤层； 

2、相比于其他配比的酸刻蚀液，腐蚀坑大小更合适，形貌更均匀，在PECVD镀膜后太阳能电池片不会出现色差问题。

  3、PE镀膜后，与正常工艺相比，反射率接近，保证了太阳电池的光电转化效率。 

附图说明

 图1、该工艺制作的太阳电池片。 

图2、金相显微镜下形貌。

图3、两种工艺下，PECVD镀膜后反射率比较，a为传统工艺，b为该工艺。

具体实施方式

下面通过具体实例，进一步说明多晶硅表面二次酸刻蚀织构的制备方法： 

实例1：配制HF/HNO₃体系的酸溶液，调整HF浓度为3mol/L，HNO₃浓度为9mol/L，将温度控制在3℃,循环2小时；损伤层密度不同的硅片置于溶液中40s，然后用去离子水清洗，再置于2%的NaOH溶液中放置10s，然后用去离子水清洗；再于HF和HCl混合溶液中放置30s, 用去离子水清洗后吹干；然后控制酸刻蚀液温度为8℃，将之前刻蚀后的硅片，放入酸刻蚀液中进行二次酸刻蚀织构，反应时间为60s，再置于2%的NaOH溶液中放置10s，然后用去离子水清洗；再于HF和HCl混合溶液中放置30s, 用去离子水清洗后吹干。图2为金相显微镜下表面的腐蚀坑；图3为传统工艺和该工艺的PECVD镀膜后反射率比较。