[发明专利]用等离子激发形成太阳能干法制绒黑硅的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种形成太阳能电池生产用黑硅的方法，尤其是一种用等离子激发形成太阳能干法制绒黑硅的方法。

背景技术

太阳能电池制造近年来得到了飞速发展，利用晶硅太阳能发电在全世界已经有100GW的电站安装容量。为了使太阳能发电更具有商业优势，业界在不断寻求技术革新，使光电转换效率更高，生产成本更低，环境影响最小。

干法制绒是最近才开始产业化的一种技术，它利用真空中化学刻蚀的方法，把原光滑硅片表面在纳米级粗糙化，使入射光在硅表面的反射率从30%降低到10%以下，相比于传统的湿法（在溶液中）制绒，反射率只能到达20%左右，而且避免了使用强酸或强碱制绒，不仅减少污染环境，而且降低了成本。由于反射率降低，表面颜色发黑，所以俗称“黑硅”。

目前市场上所有的干法刻蚀是用RIE完成的，他是用射频电源，把SF6，O2和Cl2的混合物在真空中激发产生等离子体。在电子、离子的轰击中生成F, SFxO,等活性自由基，在硅表面与硅反应形成SiF_x气体，这种去除硅的过程常称为刻蚀或干法刻蚀。所谓的RIE（Reative Ion Etching）或反应离子刻蚀是在化学刻蚀的基础上，把等离子体中的离子通过电场加速轰击到表面上，这种高能粒子能加速与硅表面垂直方向反应，同时又经过自掩膜的作用，形成表面针状结构，这种结构在几十至几百纳米大小范围内。利用RIE进行干法制绒在九十年代就已经提出。由于工程的复杂性，直到近几年才实现产业化。

目前RIE干法制绒是用带有硅片的载板放在接射频电源的电极上，同时用另一块电极接地，形成平行板离子源区。这种接触方式能够产生很强的偏压，使离子轰击能量达到几百电子伏（EV）,它的缺陷是这种相对较高的离子能量使硅表面受到损伤，影响电池片光电转换效率。在这种情况下， 任何电极不均匀性都会引起等离子体不稳定，或“电弧起花”。

目前的RIE干法刻蚀是在静态下完成的，也就是说，载板放在离子源下不动，直到刻蚀完成后，再取出来，然后再放另一个载板（硅片），这样载板传输过程浪费了工艺时间。所以，为了实现高的生产力（单位时间里处理硅片能力），载板必须做得很大，放置大量硅片，这种大型设备成本就很高,而且均匀性比较难控制。

发明内容

为了解决离子轰击引起的损失，同时增加产能，减少设备成本，本发明提供了一种用等离子激发形成太阳能干法制绒黑硅的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用等离子激发形成太阳能干法制绒黑硅的方法，该方法由一个自动传送装置实现，包括硅片载板、硅片上料和硅片下料，具体的工艺步骤如下：

一、自动传送装置带动硅片载板，通过硅片上料将需刻蚀硅片置于硅片载板上；

二、载有硅片的硅片载板在自动传输装置的带动下经过平行放置的一组线性等离子源，载有硅片的硅片载板在自动传输装置的带动下在真空中按照300-3000mm/min的速度经过线性等离子源；

所述线性等离子源是由一对平行板组成，平行板的第一板连接射频电源，第二板接地，气体从第一板处通入，带有硅片的载板向第二板靠近通过；混合气体（SF₆和O₂）在射频电源的射频能源激发下形成等离子体，完成硅片的刻蚀；硅片的刻蚀按照以下化学方程式进行：

SF₆+O₂--------------》SF_xO+F；

F+Si------------》SiFx；

三、刻蚀后的气体通过真空泵及其导管抽走；

四、硅片载板经过硅片下料装置使硅片下料，得成品黑硅，载板回到硅片上料处原点，循环使用。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述线性等离子源的平行板长度远大于宽度。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述线性等离子源的平行板的宽度为50-500mm，长度为200-3000mm。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述线性等离子源的平行板上设有均匀分布的小孔。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述线性等离子源的平行板下方加有平行于电极板的磁场，其磁力线的方向与电极板的宽度方向相同。