[发明专利]一种RIE制绒的黑硅电池的制备方法

说明书

本发明涉及一种RIE制绒的黑硅电池的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，去除黑硅片的正表面损伤层，以及对黑硅片的背面进行抛光处理；步骤S2，对所述黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结；步骤S3，对所述黑硅片进行清洗、RIE制绒，在黑硅片的正表面形成纳米绒面；步骤S4，对所述黑硅片的纳米绒面进行修复，以去除纳米绒面形成过程中的损失层；步骤S5，对所述黑硅片的正表面积淀上减反射膜；步骤S6，对所述黑硅片的背面分别印刷背银、铝浆后烘干，然后在其正表面印刷正银后烧结，即可得到黑硅电池。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种RIE制绒的黑硅电池的制备方法。

背景技术

现有技术中黑硅电池的制备流程是先进行酸制绒，RIE制绒，经过绒面修复后再进行PN结扩散，然后后清洗去除磷硅玻璃层（PSG）和边缘刻蚀，PECVD积淀减反射膜，丝网印刷和烧结工艺完成黑硅电池的制备，如图1所示。

采用上述的工艺流程，再经过RIE制绒后，黑硅片表面会形成深度为200~500nm左右小绒面，而此深度与目前的扩散PN结深相当。在这种绒面形貌的情况下，会对PN结的扩散深度产生影响，而酸制绒工艺也会引起硅片表面形貌起伏不平，进一步加重了PN结的不均匀性，同时也会导致局部的扩散浓度随绒面起伏而有变化，增加了光生载流子的表面复合速率，从而影响电池片的性能。

现有技术中的工艺（例如专利CN201510003710.4和CN201520004215.0）虽然也提到了背面抛光技术，改善了扩散前硅片表面的平整性，从而提升黑硅电池的性能，但是这些工艺仍然使用的是现有常用的工艺流程，仍然没有考虑到绒面尺寸对扩散均匀性的影响，因此，电池效率提升幅度有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种RIE制绒的黑硅电池的制备方法，已解决提高PN结的均匀性，提高电池片转换效率的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种RIE制绒的黑硅电池的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，去除黑硅片的正表面损伤层，以及对黑硅片的背面进行抛光处理；步骤S2，对所述黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结；步骤S3，对所述黑硅片进行清洗、RIE制绒，在黑硅片的正表面形成纳米绒面；步骤S4，对所述黑硅片的纳米绒面进行修复，以去除纳米绒面形成过程中的损失层；步骤S5，对所述黑硅片的正表面积淀上减反射膜；步骤S6，对所述黑硅片的背面分别印刷背银、铝浆后烘干，然后在其正表面印刷正银后烧结，即可得到黑硅电池。

进一步可选的，所述步骤S3中采用湿法清洗方法，使用成分为HF:HNO3：H2SO4：H2O=1:8:10:5的混酸对黑硅片的背面和侧面进行刻蚀，以实现对步骤S2中因磷源扩散造成的黑硅片侧面和背面的PN结的刻蚀，再使用5%浓度的HF去除黑硅片的正表面的磷硅玻璃层，后烘干。

进一步可选的，所述步骤S3中采用干法清洗方法，使用成分为CF4和H2组成的混合气体等离子体对黑硅片的侧面进行刻蚀，以实现对步骤S2中因磷源扩散造成的黑硅片侧面的PN结的刻蚀。

进一步，所述步骤S3中RIE制绒是采用SF6/O2/Cl2混合气体等离子体对所述黑硅片的正表面进行反应离子刻蚀；刻蚀时间为5 ~ 10min，在黑硅片的正表面形成纳米绒面的微结构大小为200 ~ 500nm，反射率为5 ~ 15%。

进一步，所述步骤S1中采用混酸处理法或碱处理法去除黑硅片的正表面的损伤层，以及对黑硅片的背面进行抛光处理；其中混酸处理法采用成分为HF/HNO3/H2O的混酸；碱处理法采用KOH溶液。

进一步，所述步骤S2中扩散温度为760 ~ 850℃，扩散方阻为70 ~ 90Ω/□。

进一步，所述步骤S4中采用成分为BOE/H2O2/H2O的混合药液去除损失层；然后使用成分为HF/HCl/H2O的混酸对黑硅片的表面进行清洗，以去除黑硅片表面的氧化层或金属杂质。