[发明专利]一种制备绒面多晶硅片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备绒面多晶硅片的方法。

背景技术

太阳电池是一种半导体器件，它能够直接将太阳的光能转换为电能。由于它工作时无需水、油、汽、燃料，只要有光就能发电的特点，因而堪称当代清洁、无污染的可再生能源，而且安装维护简单，使用寿命长，可以实现无人值守，因此太阳电池倍受人们的青睐，是新能源的佼佼者。近年来，太阳能的应用在全球越来越广泛，特别是在通信领域，太阳能电源系统正逐步取代一些传统的电源设备，得到越来越普遍的应用。

提高太阳能电池的转换效率一直是人们追求的目标。而提高太阳能电池的转换效率通常通过改善电池的本征特性和光吸收能力来实现，减反射膜和将硅片制成绒面是提高太阳能电池的光吸收能力的主要手段。所谓绒面是指物体表面上的一系列有规则或无规则的高低不同和大小不同的不平整表面。绒面可以大大降低物体表面对光的反射率，即可以大大增加光吸收。

单晶硅绒面的制备技术开发较早，并且较成熟，该技术利用单晶硅晶体的不同晶向在化学腐蚀的条件下被腐蚀的速率有所不同的特性来制备绒面，利用这个特性很容易形成单晶硅的金字塔绒面。

但是，由于多晶硅是由不同晶向的硅晶粒组成，因此单晶硅的绒面制备技术不能在多晶硅片表面产生有效的绒面，必须另外开发出有效的工艺来制备多晶硅绒面。例如，掩膜腐蚀法，利用该方法制备的多晶绒面可以大大降低多晶硅片的反射率，但由于工艺过分复杂，无法应用于工业生产中。

CN1983645A公开了一种多晶硅太阳能电池绒面的制备方法，该方法包括将多晶硅置入碱腐蚀溶液中，该碱腐蚀溶液是NaOH、烷基磺酸钠和EDTA(乙二胺四乙酸)的混合水溶液，其中，NaOH的浓度为5-10％，烷基磺酸钠的浓度为0.5-4％，EDTA的浓度为2-10％。腐蚀温度为85℃，腐蚀时间为2-10分钟。在波长400-1000mm下，反射率均为20％以上。

但采用上述现有技术所制备的多晶硅的绒面的反射率在20％以上，仍较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的多晶硅的绒面反射率较高的缺陷，提供一种使多晶硅绒面的反射率较低的制备绒面多晶硅的方法。

本发明提供了一种制备绒面多晶硅片的方法，该方法包括，使多晶硅片在碱腐蚀溶液中进行碱腐蚀，所述碱腐蚀的条件使多晶硅片的腐蚀量为0.01-0.1mg/cm²；将清洗后的多晶硅片在酸腐蚀条件下进行酸腐蚀，所述酸腐蚀的条件使多晶硅片的腐蚀量为0.5-5mg/cm²，得到酸腐蚀后的多晶硅片。

通过本发明提供的制备绒面多晶硅片的方法，可以使该绒面在波长为300-1100nm时的反射率低于18％；同时，可以去除切割多晶硅片时留下的部分损伤层，因此可以增加少数载流子的寿命，从而增加太阳能电池的光转换效率。

具体实施方式

本发明提供的制备绒面多晶硅片的方法包括，使多晶硅片在碱腐蚀溶液中进行碱腐蚀，所述碱腐蚀的条件使多晶硅片的腐蚀量为0.01-0.1mg/cm²、优选为0.01-0.08mg/cm²。将碱腐蚀后的多晶硅片在酸腐蚀条件下进行酸腐蚀，所述酸腐蚀的条件使多晶硅片的腐蚀量为0.5-5mg/cm²、优选为0.8-3mg/cm²，得到酸腐蚀后的多晶硅片，此腐蚀量仅为在酸腐蚀过程中产生的腐蚀量。

在本发明中，腐蚀量的计算方法是，将试样进行腐蚀前后的重量差除以试样的腐蚀面积。

根据本发明提供的制备方法，对多晶硅片的碱腐蚀是一种轻微腐蚀，用于除去多晶硅片表面的部分损伤层。本文所述的“损伤层”是指，将硅片经过铸锭、线锯切片等加工步骤后，硅片的表面存在厚度约5-10微米的损伤层。在该损伤层中存在大量的缺陷，这些缺陷会成为光生电子的复合中心，从而会降低少数载流子的寿命。因此在硅片的制绒过程中需要将该损伤层去除干净，本领域中通常使用的方法是一次去除干净，但发明人在研究过程中发现，一次去除干净的方法会影响酸腐蚀的效果，因此在碱腐蚀过程中只需部分去除损伤层。