[发明专利]一种多晶硅表面织构化工艺

说明书

本发明涉及一种多晶硅表面织构化工艺，采用二次腐蚀法制备高质量的多晶硅绒面，包括以下步骤：电化学预腐蚀多晶硅，电化学腐蚀溶液为体积分数为40％的氢氟酸与体积分数为99.7％的无水乙醇的混合液，体积比为1:2；将多晶硅片置于腐蚀溶液中，对P型多晶硅片进行电化学预腐蚀；预腐蚀的多晶硅片用去离子水反复洗净，氮气吹干；电化学工作站采用三电极体系，硅片为工作电极，钽片为辅助电极，参比电极采用饱和甘汞电极，通过盐桥与工作电极连接；S3：采用化学腐蚀法对预腐蚀后的多晶硅片进行二次处理，得到高性能的多晶硅绒面；预腐蚀多晶硅片在HF和H2O2体积比为4:1的腐蚀溶液中进行二次处理，然后用无水乙醇反复洗净多晶硅片，氮气保护。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是一种多晶硅表面织构化工艺。

背景技术

众所周知，太阳能是解决环境污染与能源短缺最理想能源。晶体硅太阳电池占据着国际 光伏市场的主导地位，其中多晶硅太阳电池在近几年光伏市场中所占比重已经超过50％，成 为应用最广泛的太阳电池之一。多晶硅太阳电池发电能否取代常规能源，关键在于其成本能 否下降到可与常规能源相竞争。多晶硅太阳电池降低成本的有效途径之一是提高其光电转换 效率。目前，提高多晶硅太阳电池光电转换效率的方法很多，其中多晶硅的表面织构化减少 了光在太阳电池表面的反射损失，是提高光电转换效率的重要方法之一。表面织构即制备绒 面是指经过一定表面处理后，太阳电池表面呈现凹凸不平的孔洞状形态，使光在太阳电池表 面形成多次反射和吸收，降低了表面反射，增加了光的吸收，从而提高了光电转换效率。其 中绒面的孔径与孔深是衡量绒面优良程度的重要参数，孔径、孔深的大小与绒面的反射率、 少子寿命、电阻率有关。为了制备具有低反射率、高少子寿命和高电阻率的绒面，对适应于 多晶硅太阳电池的绒面孔径与孔深的研究至关重要。

为获得高性能的多晶硅表面织构，提高多晶硅太阳电池的光电转换效率和降低大规模工 艺生产成本，研究者探索了很多多晶硅绒面技术，目前主要有机械刻槽、反应离子腐蚀和酸 腐蚀等方法。中国发明专利：金刚线多晶硅片表面织构化加工方法(申请公布号：CN110649105A)公开了一种加工方法，包括如下步骤：S1:对金刚线多晶硅片的一侧表面进行均匀喷砂处理，在该侧面形成太阳光的入射面；S2：将步骤S1处理后的金刚线多晶硅片放入腐蚀液内进行腐蚀处理，所述腐蚀液包括4-10％的氢氟酸，30-50％的硝酸，0.01-0.05％的 表面活性剂，0.01-0.5％的缓蚀剂，和0.01-0.5％的稳定剂，其余为去离子水；尽管类似的绒面 方法都降低了光的反射，提高了光电转换效率，但存在一些缺陷，如机械刻槽一般要求硅片 的厚度不小于200μm；反应离子腐蚀需较复杂的工艺和昂贵的设备；酸腐蚀是纯化学反应， 反应的稳定性不易控制。

因此，需要对多晶硅表面织构化工艺进行进一步的改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多晶硅表面织构化工艺，。

为达到上述发明的目的，提供了一种多晶硅表面织构化工艺，采用二次腐蚀法制备高质 量的多晶硅绒面，包括以下步骤：S1：电化学预腐蚀多晶硅，电化学腐蚀溶液为体积分数为 40％的氢氟酸与体积分数为99.7％的无水乙醇的混合液，体积比为1:2；其中无水乙醇的主要 作用是降低溶液的表面张力，利于腐蚀过程中产生的H2顺利逸出，而不粘附于硅片表面， 保证电化学腐蚀顺利进行，得到腐蚀均匀的多晶硅绒面；将多晶硅片置于腐蚀溶液中，对P 型多晶硅片进行电化学预腐蚀，在线监测多晶硅腐蚀过程中的E-t曲线变化规律，通过Autol ab PGSTAT30电化学工作站控制输入的电流密度，腐蚀时间为300s，在线监测硅片腐蚀过程 的E-t曲线变化规律；

S2：预腐蚀的多晶硅片用去离子水反复洗净，氮气吹干；电化学工作站采用三电极体系， 硅片为工作电极，钽片为辅助电极，参比电极采用饱和甘汞电极，通过盐桥与工作电极连接；