[发明专利]一种多晶硅绒面结构及其制绒方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是一种太阳能电池多晶硅绒面结构以及该多晶硅绒面结构的制绒方法。

背景技术

对太阳能电池表面进行织构化处理，形成有效的减反射效果的过程被称为制绒，是太阳能电池高效化的重要手段之一。由于多晶硅晶向杂乱，无法像单晶硅那样通过各向异性腐蚀得到均匀的类金字塔绒面结构。多晶硅绒面结构杂乱，形状、大小以及深浅没有规律性，因此反射率较高（22%以上），导致了电池效率同单晶硅相比至少有0.5%的差距。即使获得了较低的光反射率，却往往会产生非常多的表面缺陷，导致载流子复合增大，后续扩散和电极接触的失败。

现有的能够在多晶硅的表面形成较为均匀的绒面结构的方法主要有机械刻蚀、激光刻蚀、掩膜干法（RIE）刻蚀、掩膜湿法刻蚀等。其中前三种加工复杂、成本昂贵而且产率非常低，不利于工业化生产，基于掩膜的湿法刻蚀逐渐被业界看好，专利技术也层出不穷。掩膜湿法刻蚀制绒根据掩膜形成的方式一般可分为无机氧化薄膜（例如SiO2）,纳米粒子形成的掩膜(参考专利申请号201010110025.9，申请号200910029714.4等)、光刻胶掩膜（参考专利申请号200810070747.9，申请号201110241813.6）等几大类，其中光刻胶掩膜以其成本低、大面积成膜简单等优点是工业化生产的首选。

对太阳能电池光反射效率影响最大的光刻胶掩膜参数是掩膜的特征图形。许多专利都提出了各自的观点，例如参考专利申请号200810070747.9，申请号201110241813.6分布采用光学衍射形成的干涉图案和纵横线交错形成的网状图案进行了光学掩膜多晶硅制绒，但这些专利大多只考虑到了采用合适的掩膜图形，通过湿法刻蚀形成特定形状和尺寸的绒面结构，得到较低的表面反射率，而忽略了多晶硅湿法制绒过程中产生的硅片表面缺陷。特别是各项同性的酸腐刻蚀属于一种缺陷刻蚀，多晶硅的晶粒边界往往是缺陷集中处，因此即使有掩膜存在，在微观上多晶硅的绒面也会凹凸不平有坑，非常容易在获得低反射率的同时对后续扩散、电极印刷等造成不良影响，增大载流子的表面复合率。因此实际上的工业生产一般不会采用过低的裸硅反射率，有些甚至反射率高达27%～29%。本发明利用光学掩膜和CCD定位，对于硅片上不需要反射光，也就是说银电极覆盖部分不进行酸腐制绒，保证该区域虽然光反射率很高但表面较为平坦，缺陷低，不仅利于电极的印刷和接触，而且对电极下方高浓度的载流子来说减少了复合，最终提高效率。而电极区域外的部分光反射率可降低到15%～17%左右。

发明内容

本发明目的是：针对现有太阳能电池多晶硅片在化学腐蚀制绒中存在的“a.光反射率较高；b.即使降低了光反射率，但后续扩散、电极接触和载流子复合等问题严重”的问题，提出了一种制绒操控性强、反射率低、且利于后续加工特别是利于电极印刷和接触、保证光电转换效率的、适合大规模生产的多晶硅绒面结构及其制绒方法。

本发明的技术方案是：所述的多晶硅绒面结构，其特征在于多晶硅片的正面表面有：具有均匀分布的孔洞的制绒区，以及与太阳能硅电池正面银电极相对应的、具有平滑表面的非制绒区。

作为优选，所述非制绒区由多条横向排布的主栅和多条纵向排布的多条细栅构成。

作为优选，所述主栅的宽度为1～2mm，条数为两条或三条。

作为优选，所述细栅的宽度为80～120μm，相邻两条细栅间的距离为1～2mm。

作为优选，所述制绒区中孔洞的孔径为1～25μm，孔间距为0～2μm。

作为优选，所述孔洞的孔径为4～15μm，其形状为圆形、六边形或四边形。

作为优选，所述多晶硅片的正面表面形成有用于正面银电极印刷时定位电极印刷位置的定位点。

作为优选，所述定位点的形状为同心圆或圆环形，定位点的外围直径为0.3～2mm。

一种多晶硅绒面结构的制绒方法，包括以下步骤：

步骤一、对多晶硅片进行清洗、抛光和烘干的预处理；

步骤二、在预处理后的多晶硅片表面涂覆光刻胶；

步骤三、曝光显影形成掩膜；

步骤四、酸液刻蚀形成制绒区；

步骤五、清洗并去除光刻胶，得到具有制绒区和非制绒区的多晶硅绒面结构。

本发明的优点是：