[发明专利]优化黑硅发射极的湿法回蚀工艺

说明书

本发明涉及一种优化黑硅发射极的湿法回蚀工艺，其特征是，采用以下步骤：将去除背面PSG的硅片放入到湿法回蚀液体中，于40‑80℃处理80‑150秒；所述湿法回蚀液体采用无机碱或含氮有机碱性物质和脱泡剂的混合液体，无机碱或含氮有机碱性物质的质量百分浓度为1‑5%，脱泡剂的质量百分浓度为0.01‑0.05%。本发明能够提升黑硅电池的电池转换效率，解决丝网印刷等问题。

技术领域

本发明涉及一种优化黑硅发射极的湿法回蚀工艺，属于光电技术领域。

背景技术

近几年来，光伏发电是国家大力支持的新兴环保产业。然而其成本太高，仍然无法取代传统化石能源。降本提效是实现光伏行业的可持续发展的关键。通过铸锭工艺、金刚线切割硅片，大大降低了晶硅太阳能电池的成本，实现了光伏发电的规模化生产。然而，多晶太阳能电池的效率仍需进一步地提高。

黑硅是目前高效多晶太阳能电池的路线之一。在硅片制绒时，通过金属催化腐蚀在多晶硅片表面形成100-1000纳米级孔洞，进一步经过后道加工工序制备而成的电池，被称为黑硅太阳能电池。黑硅与常规的金刚线电池相比，其具有优异的减反效果，带来了光电转换效率0.3%的相对提升。同时，黑硅因其独特的制绒方式，可以在金刚线切割导致的色差硅片表面制绒，成为了太阳能电池行业提效降本的有效手段。

对多晶硅太阳能电池，要提高光电转换效率效率，应尽量形成“浅结低掺杂”的P-N结构，有利于减少发射极的载流子复合。然而如图1所示，黑硅制绒形成的是一种纳米级绒面，其比表面积大，金属催化形成的孔洞大小和深度不同，导致扩散时容易局部吸附高浓度磷掺杂源，而较深的孔洞又无法扩散或者扩散较少，形成不均匀且表面重掺的P-N结。这种P-N结构存在较大的寄生复合电流，通过常规后道工艺制备成电池，其光电转换性能较低，无法体现出黑硅纳米绒面优异陷光特性的优势。

更严重的是，这种纳米级绒面，对丝网印刷也有极大的不利影响，导致丝网印刷栅线易断线、拉力不足等问题。尽管通过调整浆料中玻璃料和银颗粒的粒径和比例可以改善印刷问题，但是导致了金属-半导体接触势垒过大，电池串联电阻过大，降低了黑硅电池的转换效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种优化黑硅发射极的湿法回蚀工艺，提升黑硅电池的电池转换效率，解决丝网印刷等问题。

按照本发明提供的技术方案，所述优化黑硅发射极的湿法回蚀工艺，其特征是，采用以下步骤：

将去除背面PSG的硅片放入到湿法回蚀液体中，于40-80℃处理80-150秒；所述湿法回蚀液体采用无机碱或含氮有机碱性物质和脱泡剂的混合液体，无机碱或含氮有机碱性物质的质量百分浓度为1-5%，脱泡剂的质量百分浓度为0.01-0.05%。

进一步地，所述无机碱采用氢氧化钾或氢氧化钠。

进一步地，所述含氮有机碱性物质采用二异丙基胺基锂或六甲基二硅胺基锂。

进一步地，所述脱泡剂采用分子量大于5000的聚合物醇类。

进一步地，所述脱泡剂采用聚乙二醇、聚丁醇或异丙醇。

进一步地，所述去除背面PSG采用氢氟酸去除硅片背面PSG。

本发明还提供一种优化黑硅发射极的电池生产工艺，其特征是，依次进行黑硅制绒、常压扩散、去除硅片背面PSG、湿法回蚀工艺、PECVD和丝网印刷。

本发明具有以下优点：

（1）本发明能够提升黑硅电池的电池转换效率，解决丝网印刷等问题；

（2）本发明通过湿法回蚀去除黑硅扩散后局部重掺的绒面，优化发射极掺杂均匀性和结深，改善掺杂浓度，基于这种工艺镀膜和丝网形成的黑硅电池其效率更高；