[发明专利]一种湿法黑硅制备方法

说明书

本发明属于黑硅技术领域，具体涉及一种湿法黑硅制备方法所述制备方法按照如下步骤：步骤1，将硅片表面涂覆刻蚀液，静置加热反应10‑30min；步骤2，将刻蚀后的硅片放入蒸馏水中超声反应20‑40min，取出后烘干；步骤3，将步骤2中的硅片放入硝酸银和硝酸铜混合液中超声反应10‑15min，加入氢氟酸浸泡1‑3h，得到沉积硅片；步骤4，将沉积硅片放入氢氟酸与双氧水的混合溶液中，微波反应2‑4h，得到刻蚀硅片；步骤5，将刻蚀硅片表面清洗干净，得到黑硅。本发明解决了现有技术工艺复杂的问题，大大降低了工艺难度，减少了添加剂的使用，不仅增加了工作效率，也提高了产品稳定性。

技术领域

本发明属于黑硅技术领域，具体涉及一种湿法黑硅制备方法。

背景技术

通过适当的刻蚀或腐蚀的方法制备纳米尺度的各种圆锥、圆柱的森林结构或密集分布的孔洞结构，具有良好的陷光作用，能够显著降低硅片表面的反射率。具有这种结构的硅片被称为“黑硅”，被认为是可以有效提高太能能电池转化效率的结构。目前有许多实验室能够通过不同的方法制备出黑硅，如飞秒激光脉冲法、等离子体刻蚀法及金属催化辅助刻蚀法等。飞秒激光脉冲法是将多晶硅硅片置于六氟化硫或硫化氢等气氛中，使用400-1000nm波长的飞秒激光扫描刻蚀硅片，得到纳米黑硅，改变激光通量和单位面积接收的脉冲数可以控制黑硅微结构的高度、纵横比以及间距。等离子体刻蚀法是将硅片浸没在等离子体中，在脉冲偏压下反应离子被注入进入硅片晶格内，与硅片发生反应，生成孔状或针状组织，通过调节工艺参数，可以实现黑硅材料的可控制备。金属辅助催化刻蚀法是在硅片表面沉积如金、银、铜、铂等金属，再浸入氢氟酸(HF)和双氧水(H2O2)刻蚀液体系。在金属的诱导催化下，硅片表面形成纳米多孔硅。

目前市场常用的湿法黑硅技术工艺步骤度、槽体多、不易控制，并且设备长，产能低，空间要求高，灵活性不足。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种湿法黑硅制备方法，解决了现有技术工艺复杂的问题，大大降低了工艺难度，减少了添加剂的使用，不仅增加了工作效率，也提高了产品稳定性。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种湿法黑硅制备方法，所述制备方法按照如下步骤：

步骤1，将硅片表面涂覆刻蚀液，静置加热反应10-30min；

步骤2，将刻蚀后的硅片放入蒸馏水中超声反应20-40min，取出后烘干；

步骤3，将步骤2中的硅片放入硝酸银和硝酸铜混合液中超声反应10-15min，加入氢氟酸浸泡1-3h，得到沉积硅片；

步骤4，将沉积硅片放入氢氟酸与双氧水的混合溶液中，微波反应2-4h，得到刻蚀硅片；

步骤5，将刻蚀硅片表面清洗干净，得到黑硅。

所述步骤1中的刻蚀液采用酸性刻蚀液或者碱性刻蚀液。

所述酸性刻蚀液采用3-7wt％的氢氟酸，所述酸性刻蚀液的使用温度为60-70℃。

所述碱性刻蚀液采用0.1-0.5mol/L的氢氧化钠或者氢氧化钾溶液，所述碱性刻蚀液的使用温度为80-90℃。

所述步骤2中的超声反应的频率为2.5-5.5kHz，温度为30-50℃

所述步骤2中的烘干温度为50-80℃。

所述步骤3中的硝酸银和硝酸铜混合液的硝酸银浓度为10-15wt％，硝酸铜的浓度为13-17％，所述超声频率为10-15kHz,超声温度为70-90℃，所述氢氟酸的加入量为硝酸银和硝酸铜混合液质量的40-60％。

所述步骤4中的氢氟酸与双氧水的质量比为2-5:1，所述氢氟酸的浓度为10-15wt％，所述微波反应的功率为200-500W，温度为60-70℃。