[发明专利]结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物及织构蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使结晶性硅晶片表面的不同位置的织构的质量偏差变得最小且在蚀刻中不会产生温度梯度的、结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物及织构蚀刻方法。

背景技术

近年来，迅速普及的作为下一代能源的太阳能电池，是一种将清洁能源的太阳能直接转换为电能的电子元件。太阳能电池由PN结半导体基板构成，所述PN结半导体基板是将硼添加于硅中的P型硅半导体作为基板，并使磷扩散于其表面从而形成了N型硅半导体层。

当对由PN结形成电场的基板照射如太阳光这样的光时，半导体内的电子(-)与空穴(+)受到激发，并成为在半导体内部自由移动的状态，当进入这样的由PN结形成的电场时，电子(-)会到达N型半导体，空穴(+)会到达P型半导体。如果在P型半导体以及N型半导体的表面形成电极而使电子向外部电路流动，则会生成电流，通过这样的原理，将太阳能转换为电能。因此，为了提高太阳能的转换率，必须使PN结半导体基板的每单位面积的电力输出变得最大，为此，必须使反射率降低，并且使光吸收量变得最大。考虑到这一点，使构成PN结半导体基板的太阳能电池用硅晶片的表面形成微细金字塔结构，并实施防反射膜的处理。对于被织构化为微细金字塔结构的硅晶片表面，通过使具有较宽波长段的入射光的反射率降低，并使预先吸收的光强度增加，从而能够提高太阳能电池的性能即效率。

作为将硅晶片表面织构化为微细金字塔结构的方法，在美国专利第4,137,123号说明书中，公开了在各向异性蚀刻液中溶解了0.5～10重量％硅的硅织构蚀刻液，所述各向异性蚀刻液包含0～75体积％的乙二醇、0.05～50重量％的氢氧化钾以及余量水。然而，这种蚀刻液可能会导致金字塔形成不良而使光反射率增加，并带来效率的降低。

另外，在韩国注册专利第10-0180621号公报中，公开了以0.5～5％的氢氧化钾溶液、3～20体积％的异丙醇、75～96.5体积％的去离子水的配比进行混合的织构蚀刻溶液，在美国专利第6,451,218号说明书中，公开了包含碱性化合物、异丙醇、水溶性碱性乙二醇以及水的织构蚀刻溶液。然而，在这些蚀刻溶液中都包含沸点低的异丙醇，由于在织构工序中必须补充投入该异丙醇，因此在生产率以及成本方面很不经济，而且因补充投入的异丙醇而产生蚀刻液的温度梯度，导致硅晶片表面的不同位置的织构的质量偏差变大，可能会影响均匀性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第4,137,123号说明书

专利文献2：韩国注册专利第10－0180621号公报

专利文献3：美国专利第6,451,218号说明书

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于，提供一种如下的结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物：其是在结晶性硅晶片的表面形成微细金字塔结构时，通过控制相对于硅结晶方向的蚀刻速度之差，来防止由碱性化合物造成的过度蚀刻，从而使不同位置的织构的质量偏差变得最小以增加光效率。

另外，本发明的目的还在于，提供一种在蚀刻工序中不需要另外投入蚀刻液成分并且在蚀刻中不会产生温度梯度的、结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物。

另外，本发明的又一目的在于，提供一种利用所述结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物的织构蚀刻方法。

用于解决课题的方法

1.一种结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物，所述组合物包含：碱性化合物和聚合度为1,000以下的水溶性葡聚糖类化合物，所述水溶性葡聚糖类化合物是将由碳数为1～3的烷基羧基或其金属盐取代后的葡萄糖进行聚合，所述羧基或其金属盐的总取代度为0.5～1.2。

2.在所述项目1的结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物中，所述葡聚糖类化合物是从羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羧丙基纤维素、羧丁基纤维素以及它们的金属盐中选出的至少一种化合物。

3.在所述项目2的结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物中，所述被取代的纤维素的单元是纤维二糖。

4.在所述项目1的结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物中，在总计100重量％的蚀刻液组合物中，包含10^－9～0.5重量％的所述葡聚糖类化合物。

5.在所述项目1的结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物中，所述碱性化合物是从氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵、四羟基甲铵以及四羟基乙铵中选出的至少一种化合物。

6.在所述项目1的结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物中，所述组合物还包含：由至少具有一个氮原子的碳数为4～10的环状化合物进行取代后的单体聚合而成的高分子。