晶体硅绒面的制备方法与流程

文档序号:12129656阅读:294来源:国知局

本发明涉及光电技术领域,尤其是一种晶体硅绒面的制备方法。



背景技术:

在晶体硅太阳能电池的制作过程中,通过在硅片表面制作金字塔或者坑状绒面降低光的反射率,提高短路电流,从而提高电池的转换效率。目前商业化单晶硅绒面的制备是利用碱性溶液对硅的各项异性腐蚀原理,将硅片浸泡在加热的碱性溶液中,制备出正向金字塔绒面。商业化多晶硅绒面的制备是将硅片浸泡在氢氟酸和硝酸的混合溶液中,利用混合酸液对晶体硅的腐蚀,制作出坑状绒面。由于溶液对硅片表面的腐蚀受到硅片表面损伤、溶液温度、浓度、硅片反应产生的气泡、反应残留的副产品等多种因素的影响,通过这种方式制备的绒面并不均匀,其中单晶硅绒面金字塔大小不一,多晶硅绒面腐蚀坑的形状不规则,坑的排列具有随意性,以上原因导致绒面的陷光效果不理想,对光的利用不够充分,从而影响了电池效率的提升。



技术实现要素:

为了克服现有的溶液对硅片表面的腐蚀后的绒面并不均匀,其中单晶硅绒面金字塔大小不一,多晶硅绒面腐蚀坑的形状不规则,坑的排列具有随意性的不足,本发明提供了一种晶体硅绒面的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种晶体硅绒面的制备方法,该方法为在硅片表面涂覆光刻胶作为掩膜,对掩膜材料曝光显影,形成特定图形,然后对硅片进行酸或者碱溶液的腐蚀,在硅片表面形成坑状绒面。

根据本发明的另一个实施例,进一步包括光刻胶是商业化的正性光刻胶或者负性光刻胶,光刻胶能够耐酸或者耐碱溶液的腐蚀。

根据本发明的另一个实施例,进一步包括硅片表面涂覆光刻胶之后,使用具有特定图形的掩膜版对光刻胶进行曝光显影处理,在光刻胶上形成特定的图形。

根据本发明的另一个实施例,进一步包括掩膜版是玻璃、苏打、或者石英材料中的一种。

根据本发明的另一个实施例,进一步包括掩膜版上的图形是圆形、或者正多边形中的一种或者几种,图形的直径或者内切圆直径介于0.1um~5um之间,图形中心间距介于0.3um~20um之间。

根据本发明的另一个实施例,进一步包括酸溶液是氢氟酸、硝酸、氟化铵、去离子水中的两种或者两种以上液体的混合溶液,任意该溶液的比例介于0%~80%之间。

根据本发明的另一个实施例,进一步包括碱溶液是氢氧化钾、氢氧化钠、乙二胺邻苯二酚和四甲基氢氧化铵、去离子水中的两种或者几种液体的混合溶液,任意该溶液的比例介于0%~90%之间。

根据本发明的另一个实施例,进一步包括酸或者碱溶液的腐蚀过程中,工艺温度介于0~90℃之间。

根据本发明的另一个实施例,进一步包括酸或者碱腐蚀过程中,伴随有机械搅拌、气体搅拌或者超声搅拌中的一种或者几种。

本发明的有益效果是,使用本方法制备的晶体硅绒面,具有表面腐蚀坑形状可控,大小均一,排列规则等优点,绒面的陷光效果好,能有效降低反射率,提升短路电流,从而提高电池的转换效率。

具体实施方式

一种晶体硅绒面的制备方法,该方法为在硅片表面涂覆光刻胶作为掩膜,对掩膜材料曝光显影,形成特定图形,然后对硅片进行酸或者碱溶液的腐蚀,在硅片表面形成坑状绒面,光刻胶是商业化的正性光刻胶或者负性光刻胶,光刻胶能够耐酸或者耐碱溶液的腐蚀,硅片表面涂覆光刻胶之后,使用具有特定图形的掩膜版对光刻胶进行曝光显影处理,在光刻胶上形成特定的图形,掩膜版是玻璃、苏打、或者石英材料中的一种,掩膜版上的图形是圆形、或者正多边形中的一种或者几种,图形的直径或者内切圆直径介于0.1um~5um之间,图形中心间距介于0.3um~20um之间,酸溶液是氢氟酸、硝酸、氟化铵、去离子水中的两种或者两种以上液体的混合溶液,任意该溶液的比例介于0%~80%之间,碱溶液是氢氧化钾、氢氧化钠、乙二胺邻苯二酚和四甲基氢氧化铵、去离子水中的两种或者几种液体的混合溶液,任意该溶液的比例介于0%~90%之间,酸或者碱溶液的腐蚀过程中,工艺温度介于0~90℃之间,酸或者碱腐蚀过程中,伴随有机械搅拌、气体搅拌或者超声搅拌中的一种或者几种。

使用该方法结束后,在硅片表面形成和光刻胶上的图形排列规则相同,形状尺寸稍大的坑状绒面,坑状绒面具有较好的陷光效果,能有效降低反射率,使用带有这样绒面的硅片制作的电池,短路电流有明显的提高,转换效率也有明显增益。

实施例:

通过匀胶机在156×156mm多晶硅片表面涂覆一层光刻胶,光刻胶是商业化的负性光刻胶。光刻胶厚度2um,使用石英材质作为掩膜版,通过激光直写的方法在掩膜版上制作有规则排列的正六边形孔,孔的区域不透光,孔的内切圆直径为2um。孔中心之间的间距为8um,用此掩膜版对光刻胶曝光显影,在光刻胶上形成和掩膜版相同大小和排列规则的图形。将带有特定图形光刻胶的硅片浸入氢氟酸,硝酸和水的溶液中进行腐蚀,其中氢氟酸:硝酸:水体积比为1:5:3,溶液的温度控制在6~8℃,腐蚀时间控制在50~60秒,然后使用光刻胶的溶剂丙酮将光刻胶清洗掉。工艺结束后,在硅片上形成和光刻胶上的图形排列规则相同,形状尺寸稍大的坑状绒面。坑状绒面具有较好的陷光效果,能有效降低反射率,使用带有这样绒面的硅片制作的电池,短路电流有明显的提高,转换效率也有明显增益。

以上说明对本发明而言只是说明性的,而非限制性的,本领域普通技术人员理解,在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下,可做出许多修改、变化或等效,但都将落入本发明的保护范围内。

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