多晶硅絨面制備工藝的研究.pdf

1、表面織構(gòu)化的多晶硅片減少了光在太陽電池表面反射損失。多晶硅經(jīng)過一定表面處理后，其表面呈現(xiàn)凹凸不平的孔洞狀表面形態(tài)，進(jìn)而可使可見光在多晶硅表面形成多次的反射，降低表面反射率，增加光的吸收，提高光的轉(zhuǎn)化效率。
　　本文在傳統(tǒng)化學(xué)酸腐蝕多晶硅工藝的基礎(chǔ)上，分別提出采用電化學(xué)預(yù)腐蝕法和光學(xué)掩膜法與化學(xué)酸腐蝕工藝結(jié)合制備多晶硅絨面，用于提高多晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率。
　　1)采用HF/HNO3混合溶液體系對多晶硅片表面進(jìn)行腐蝕，通

2、過改變?nèi)芤航M成、配比、腐蝕反應(yīng)時(shí)間以及腐蝕反應(yīng)溫度等工藝，探討化學(xué)酸腐蝕法制備多晶硅絨面的影響因素，通過對比腐蝕前后絨面的表面形貌與反射率，得到化學(xué)酸腐蝕法較為適合的工藝參數(shù)如下：腐蝕液組成及配比為HF:HNO3:H2O:CH3COOH=1:6:3:1(體積比)；腐蝕時(shí)間為300 s；腐蝕溫度為5℃。制得多晶硅絨面，在波長為400~1100 nm范圍內(nèi)，平均反射率為18.7％。
　　2)提出利用“二次腐蝕法”制備多晶硅絨面。首先在

3、 HF:CH3CH2OH=1:2(體積比)腐蝕溶液中對硅片表面進(jìn)行電化學(xué)預(yù)腐蝕，然后采用化學(xué)酸腐蝕法進(jìn)行二次腐蝕，去除多晶硅表面疏松結(jié)構(gòu)，制得高性能的多晶硅絨面。采用掃描電子顯微鏡觀察多晶硅表面腐蝕形貌，具體研究不同電流密度對腐蝕表面的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)電流密度為30 mA/cm2、腐蝕時(shí)間為300 s時(shí)，多晶硅表面形成孔洞狀的疏松結(jié)構(gòu)；預(yù)腐蝕多晶硅片在HF:H2O2=4:1化學(xué)腐蝕溶液中，在15℃超聲波條件下腐蝕60 s后，得到較

4、好的絨面，腐蝕坑孔徑為2~3μm，坑深為1.5~3μm，制得多晶硅絨面，在波長為400~1100 nm范圍內(nèi)，平均反射率為16.4%。
　　3)為提高制備的多晶硅絨面均勻性，嘗試?yán)霉鈱W(xué)掩膜技術(shù)及化學(xué)刻蝕技術(shù)來制備多晶硅織構(gòu)化表面。首先利用光刻技術(shù)，將掩膜板上的圖案通過曝光顯影轉(zhuǎn)移到多晶硅表面的正性光刻膠上，再采用化學(xué)酸腐蝕工藝對多晶硅片進(jìn)行刻蝕。得到制備均勻多晶硅絨面，較為適合的工藝參數(shù)如下：曝光時(shí)間為9s；顯影時(shí)間為30s；刻

5、蝕液配方為：HF:HNO3:H2O:CH3COOH=1:6:3:1，酸腐蝕時(shí)間為90s。制得多晶硅絨面，在波長為400~1100 nm范圍內(nèi)，平均反射率為11.0%。
　　通過一系列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：化學(xué)酸腐蝕法可制得符合太陽能電池后續(xù)制作工藝要求的多晶硅絨面，降低可見光反射率，但化學(xué)酸腐蝕反應(yīng)可控性、穩(wěn)定性及絨面形貌均勻性都有待提高。本文結(jié)合電化學(xué)、光刻及化學(xué)酸腐蝕技術(shù)特點(diǎn)，探索多晶硅制絨工藝，減少化學(xué)酸腐蝕時(shí)間，提高多晶硅絨面可控性和