具有高效纳米绒面结构的多晶硅的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于晶硅太阳能电池器件制造技术领域，尤其涉及一种具有高效纳米绒面 结构的多晶硅制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002] 晶体娃表面具有$父尚的反射率，在晶娃太阳能电池技术中，改进制域工艺和新型 减反射薄膜工艺能够很大程度的降低晶硅太阳能电池的表面反射率。然而，传统多晶硅采 用酸腐蚀的方法制绒，所得到的大尺寸绒面依然存在相当高的光学反射损失，严重限制了 多晶硅太阳能电池光电转换效率的提升。
[0003] 为了降低多晶硅表面的光反射损失，目前最佳的方法就是减小多晶硅绒面尺寸， 提高多晶硅表面的陷光效果从而提高光吸收性能。在近几年的研究中，反应离子刻蚀法和 金属催化化学腐蚀法制备黑硅绒面成为了解决晶硅表面光反射损失的重要方法。
[0004] 然而，这种多晶黑硅绒面容易出现表面复合中心，同时在减反射薄膜沉积过程中 容易出现不均匀的现象，对太阳能电池的光电流密度和光电转换效率带来较大的负面影 响，因此需要对多晶硅绒面结构进行进一步的深入研究。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种既能降低多晶硅太阳 能电池片的反射率，还能提尚太阳能电池的光电性能的多晶娃太阳能电池尚效纳米域面的 的制备方法，该方法工艺简单，重现性好，可控程度高，符合环境要求，适合工业生产。另外 还提供一种该制备方法所制得的高效纳米绒面结构的多晶硅在多晶硅太阳能电池中的应 用。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案： 一种具有高效纳米绒面结构的多晶硅的制备方法，包括以下步骤： (1) 反应离子刻蚀制绒：将去损伤后的多晶硅片置于反应离子刻蚀机中，刻蚀形成具有 纳米多孔结构的多晶黑硅； (2) 硅片表面腐蚀：将步骤（1)所得的具有纳米多孔结构的多晶黑硅浸入四甲基氢氧 化铵和制绒添加剂的混合溶液中进行表面腐蚀，得到具有高效纳米绒面结构的多晶硅。
[0007] 上述的具有高效纳米绒面结构的多晶硅的制备方法，优选的，所述步骤（2)中，所 述四甲基氢氧化铵和制绒添加剂的混合溶液中，所述四甲基氢氧化铵的质量浓度为〇. lw/ v%~5w/v%，所述制绒添加剂的质量浓度为0. lw/v%~0. 5w/v%。
[0008] 上述的具有高效纳米绒面结构的多晶硅的制备方法，优选的，所述步骤（2)中，所 述表面腐蚀的时间为3 min~lOmin。
[0009] 上述的具有高效纳米绒面结构的多晶硅的制备方法，优选的，所述步骤（1)中，反 应气体为SFjP 0 2的混合气体，所述SF 6和0 2的体积比为0. 3~0. 6 : 1。
[0010] 上述的具有高效纳米绒面结构的多晶硅的制备方法，优选的，所述步骤（1)中，反 应气压为25 mTorr~200mTorr，反应功率为70 W~200W，反应时间为lOmin~40min。
[0011] 上述的具有高效纳米绒面结构的多晶硅的制备方法，优选的，在进行步骤（1)之 前，还包括多晶硅的清洗和去损伤步骤：先将多晶硅片置于清洗溶液中进行超声清洗，然后 将清洗后的多晶硅片置于酸性混合水溶液中进行化学腐蚀，得到去损伤后的多晶硅片。
[0012] 上述的具有高效纳米绒面结构的多晶硅的制备方法，优选的，所述清洗溶液包括 以下体积分数的组分：20%~40%的乙醇、30%~50%的丙酮和10%~20%的去离子水，所述 超声清洗的时间为2min~7min。
[0013] 上述的具有高效纳米绒面结构的多晶硅的制备方法，优选的，所述酸性混合水溶 液中，包含质量浓度为5w/v%~9w/v%的HF、质量浓度为10w/v%~30w/v%的HN0 3和质量 浓度为4w/v%~9w/v%的CH3C00H，所述化学腐蚀的温度为5°C~10°C，时间为1 min~3 min〇
[0014] 作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的制备方法所制得的高效纳米绒 面结构的多晶硅在多晶硅太阳能电池中的应用。
[0015] 与现有技术相比，本发明的优点在于： 1、本发明的制备方法，先采用反应离子刻蚀的方法在多晶硅表面制出多孔纳米黑硅结 构，然后采用碱腐蚀的方式形成高效纳米绒面，消除了纳米复合中心，增加了多晶硅表面绒 面的比表面积，降低了多晶硅制绒之后的反射率，提高了多晶硅太阳能电池的光电性能。该 方法工艺简单，重现性好，可控程度高，符合环境要求，适合工业生产。
[0016] 2、本发明的制备方法，采用反应离子刻蚀和碱液腐蚀两步配合，碱液具体采用四 甲基氢氧化铵和制绒添加剂的混合溶液，可专门针对反应离子刻蚀后的硅片表面结构和晶 相的处理，能够获得很好的硅片表面纳米绒面结构，进而提高电池的光电性能。
[0017] 3、本发明的制备方法，为配合后续的碱液处理，对反应离子刻蚀工艺各参数进行 了优化，优化后的反应离子刻蚀结合后续碱液处理，进一步改善了硅片表面纳米绒面结构， 从而能获得更好的电池性能。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明实施例1的具有尚效纳米域面结构的多晶娃的制备不意图。
[0019] 图2为原始多晶硅片、经酸液处理后的多晶硅片、经酸液加RIE处理后的多晶硅 片、实施例1制备的具有尚效纳米域面结构的多晶娃对应的时间 -反射率的关系图。
[0020] 图3为用本实施例1所得的具有高效纳米绒面结构的多晶硅制备多晶硅太阳能电 池的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而 限制本发明的保护范围。
[0022] 实施例1: 一种本发明的具有高效纳米绒面结构的多晶硅的制备方法，如图1所示，包括以下步 骤： (1)将厚度为180 ym的多晶硅片在清洗溶液中进行超声清洗5min，以去除表面有机物 和杂质；该清洗溶液由体积分数为35%的乙醇、50%的丙酮和15%的去离子水组成；配制HF 的质量浓度为7w/v%、HN03的质量浓度为16w/v%、CH3C00H的质量浓度为5w/v%的酸性混合