[发明专利]用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物和纹理蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物以及纹理蚀刻方法，该方法能够均匀地形成晶体硅片的表面以具有微锥体结构，从而提高发光效率。

背景技术

近年来，太阳能电池快速增长且被称作下一代能源和直接将清洁能源（即太阳能）转化成电能的电子装置。这种太阳能电池主要具有包括硅和添加到硅上的硼的P型硅半导体且包括PN结半导体衬底，其中，主要具有硅和添加到硅上的硼的P型硅半导体，而N型硅半导体层通过将磷（P）扩散至P型硅半导体的表面而形成。

当光（诸如太阳光）照射具有通过PN结产生的电场的衬底时，半导体中的电子（-）和空穴（+）被激发，且这些被激发的电子（-）和空穴（+）在半导体内可自由地且随机地移动。在这种情况下，通过PN结形成的电场内的电子（-）可迁移到N型半导体，而空穴（+）迁移至P型半导体。如果在P型半导体的表面上和N型半导体的表面上都提供电子以使电子流向外电路，则产生电流。基于这样的原理，太阳能被转化成电能。因此，为了改善太阳光转化效率，PN结半导体衬底的单位面积的电输出应尽可能地被增加，为此目的，在最大化光吸收的同时必须减少反射率。考虑到上文所述的情形，构造PN结半导体衬底的太阳能电池硅片，应具有在其表面上形成的微锥体结构且可设置有抗反射膜。纹理具有微锥体结构的硅片的表面可减少各种波长的入射光的反射率，进而增加吸收光的数量。结果，可提高太阳能电池的性能（即太阳能电池的效率）。

已经公开了一种用于使硅片的表面具有微锥体结构的方法，例如，美国专利No.4,137,123描述了一种硅纹理蚀刻溶液，其中，0.5wt.%（重量百分比）至10wt.%的硅被溶解在各向异性蚀刻（常称为‘干法蚀刻’）溶液中，该各向异性蚀刻溶液由0至75vol.%（体积百分比）的乙二醇、0.05wt.%至50wt.%的氢氧化钾和余量的水构成。然而，这种蚀刻溶液不能产生锥体，因此增加了光反射率并且导致光吸收效率的减小。

此外，欧洲专利No.0477424提出了一种纹理蚀刻方法，将氧供给到纹理蚀刻溶液（该纹理蚀刻溶液包括溶解在乙二醇、氢氧化钾和余量的水的混合物中的硅）中，即进行数分钟的充气过程。然而，上述蚀刻方法不能形成锥体，转而增加光反射率同时恶化了光吸收效率，此外，存在还需要替选的充气装置的缺点。

另外，注册号为0180621的韩国专利公开一种纹理蚀刻溶液，其包括0.5%至5%的氢氧化钾溶液、3vol.%至20vol.%的异丙醇以及75vol.%至96.5vol.%的去离子水的混合物；美国专利No.6,451,218公开了一种纹理蚀刻溶液，其包括碱性化合物、异丙醇、含水的碱性乙二醇和水。然而，由于上述蚀刻溶液分别包括具有相对低的沸点的异丙醇且该物质必须在纹理化期间被另外加入，故在生产率和费用方面导致经济方面的缺点。此外，另外加入的异丙醇产生蚀刻溶液的温度梯度，由此在硅片表面上的区域范围内增大了纹理质量偏差且最后使均匀性变差。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的是提供用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物和纹理蚀刻方法，该方法能够改善在晶体硅片的表面上形成微锥体结构的区域范围内的纹理的均匀性，从而提高发光效率。

本发明的另一目的是提供用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物，且在纹理化期间不需要施加充气过程以及引入另外的蚀刻溶液组分。

另外，本发明的另一目的在于提供一种使用上述用于硅片的纹理蚀刻溶液的纹理蚀刻方法。

技术方案

（1）用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物，包括：0.1wt.%至20wt.%的碱性化合物；10^-9wt.%至10wt.%的多糖；10^-9wt.%至10wt.%的脂肪酸、脂肪酸的金属盐或者它们的混合物；以及，余量的水。

（2）根据上文（1）的组合物，其中，碱性化合物选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵、四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵中的至少一种。

（3）根据上文（1）的组合物，其中，多糖选自葡聚糖化合物、果聚糖化合物、甘露聚糖化合物、半乳聚糖化合物、及其金属盐中的至少一种。