一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法
【专利摘要】本发明涉及一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法，利用PECVD方法在硅片表面沉积一层一定厚度的SiNx掩膜，采用丝网印刷技术在硅片表面选择性印刷腐蚀性浆料，待SiNx掩膜被腐蚀性浆料充分腐蚀后用DI水清洗，然后用酸性刻蚀液HNO3+HF对硅片印刷腐蚀性浆料区域进行腐蚀，再用HF去除SiNx掩膜，并用低浓度HNO3和HF混合溶液去除硅片表面损伤层，获得具有优质陷光效果的蜂窝绒面。采用本发明方法可有效避免化学制绒（尤其酸制绒）的低陷光效果，及干法制绒（等离子制绒）的高表面损伤等缺点，对于其蜂窝绒面陷光结构有很大的选择性，并能有效提高电池性能。
【专利说明】-种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光伏【技术领域】，特别是涉及一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面 的方法。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池是利用光伏效应原理把太阳辐射能转换成电能，其中功能主要包括光 吸收、光生电子空穴对产生、电子空穴各自分离并聚集、电流的引出等主要部分。其中电池 的光吸收部分就包括降低反射、降低透射、增加内部漫反射等部分，统称为陷光技术。在目 前的晶硅电池技术中降低光的正面反射率作为工艺及技术控制的重要内容。
[0003] 目前的晶硅电池的正面采用制绒方法，主要有：碱化学液腐蚀制绒，酸化学液腐 蚀制绒，物理方法绒面制绒(如光刻，离子刻蚀等技术)。而目前各种技术都存在一定不足， 化学液体制绒的可控性差且陷光效果不理想，传统的半导体物理方法则代价高(新增机台 等),工厂生产成本太高。
[0004] 本发明主要利用现有的设备及技术，通过一种简单的方法，实现具有优质陷光效 果的蜂窝绒面，同时具备良好的绒面可控性。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法。 使用目前已经成熟的设备及技术，实现具有优质陷光效果的蜂窝绒面的技术。
[0006] 为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是，一种实现多晶硅太阳能电池蜂 窝陷光绒面的方法，其特征是：利用PECVD方法在硅片表面沉积一层一定厚度的SiNx掩膜， 采用丝网印刷技术在硅片表面选择性印刷腐蚀性浆料，待SiNx掩膜被腐蚀性浆料充分腐 蚀后用DI水清洗，然后用酸性刻蚀液HN0 3+HF对硅片印刷腐蚀性浆料区域进行腐蚀，再用 HF去除SiNx掩膜，并用低浓度ΗΝ03和HF混合溶液去除硅片表面损伤层，获得具有优质陷 光效果的蜂窝绒面。
[0007] 作为优选，所述的SiNx掩膜的厚度控制为l(T30nm。
[0008] 作为优选，所述的腐蚀性浆料为腐蚀性浆料为NH4F和HF混合凝胶溶液。
[0009] 作为优选，所述的选择性印刷是采用图案设计为均匀排列的镂空圆孔的丝网印刷 网版进行印刷，所述的网版图案中圆孔直径为5~10um，圆孔间距为l(Tl5 Um，其中圆孔区域 为腐蚀性浆料印刷区域，其余区域为非腐蚀性浆料印刷区域。
[0010] 作为优选，所述SiNx掩膜被腐蚀性浆料充分腐蚀的时间控制为6(Tl20s。
[0011] 作为优选，所述的酸性刻蚀液HN03+HF中HN03 : HF的体积比为6 : 1。
[0012] 作为优选，所述的低浓度ΗΝ03和HF混合溶液是将所述的酸性刻蚀液HN0 3+HF稀释 20倍所得到的溶液。
[0013] 作为优选，所述的NH4F和HF混合凝胶溶液中NH4F : HF的体积比为1 : 1。
[0014] 本发明采用以下机台及化学用品：丝网印刷机台（如应用材料公司Baccini印刷 机台)、PECVD机台（如CT公司的SiNx薄膜沉积机台）和化学清洗机台（槽式清洗或制绒机 台，如RENA清洗机);NH4F和HF混合凝胶溶液(对SiNx薄膜有腐蚀性作用）、硝酸、氢氟酸和 DI水。
[0015] 本发明制备多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的具体流程如下： a.原始硅片准备：用于多晶硅太阳能电池制造的多晶125或156硅片。
[0016] b.掩膜沉积：采用PECVD机台，通入SiH4和NH3气体，通过等离子体增强化学气相 沉积方法沉积l(T30nm的SiNx掩膜（阻挡膜)。
[0017] c.丝网印刷：使用丝网印刷技术，利用丝网印刷机在沉积SiNx薄膜的硅片表面 选择性印刷腐蚀性浆料，所用腐蚀性浆料为NH 4F和HF混合凝胶溶液，丝网印刷网版图案设 计为均匀排列的镂空圆孔，圆孔直径为5~10um，圆孔间距为l(Tl5 Um，圆孔为腐蚀性浆料印 刷区域，其余区域为非印刷区域；腐蚀性浆料在硅片表面放置6(Tl20s，使其将SiNx薄膜充 分腐蚀。
[0018] d.清洗：用DI水清洗硅片表面，将腐蚀性浆料与SiNx反应的生成物去除干净，并 对硅片表面进行清洗处理。
[0019] e.腐蚀刻蚀：利用酸性刻蚀液的HN03+HF对硅片进行腐蚀，HN03 : HF的体积比为 6 : 1，所谓对硅片进行腐蚀是对印刷腐蚀性浆料的圆孔区域进行化学腐蚀，而非印刷区域 由于存在SiNx薄膜保护不会受到腐蚀，由于ΗΝ0 3和HF化学溶液对硅片的各项同性腐蚀， 所以在硅片表面形成蜂窝圆孔状的绒面结构，达到很好的蜂窝绒面陷光效果。
[0020] f.去膜：利用HF清洗液去除阻挡层SiNx薄膜，后进行纯水清洗。
[0021] g.清洗去除损伤层：将酸性刻蚀液HN03+HF稀释20倍，进行清洗，去除硅片表面 的损伤层，为后续的扩散等电池工艺作准备。
[0022] 通过该方法，实现了一种多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面，可以有效避免化学制 绒(尤其酸制绒）的低陷光效果，及干法制绒(等离子制绒）的高表面损伤等缺点，对于其蜂 窝绒面陷光结构有很大的选择性，并能有效提高电池性能。
【具体实施方式】
[0023] 实施例1 :实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法1，包括以下步骤： a.原始硅片准备：用于多晶硅太阳能电池制造的多晶156硅片。
[0024] b.掩膜沉积：采用PECVD机台，通入SiH4和NH3气体，通过等离子体增强化学气相 沉积方法沉积20nm的SiNx阻挡膜。 c.丝网印刷：使用丝网印刷技术，利用丝网印刷机在沉积SiNx薄膜的硅片表面选择 性印刷腐蚀性浆料，所用腐蚀性浆料为NH4F和HF混合凝胶溶液，丝网印刷网版图案设计为 均匀排列的镂空圆孔，圆孔直径为5um，圆孔间距为lOum，圆孔为腐蚀性浆料印刷区域，其 余区域全部为非印刷区域；混合凝胶溶液在硅片表面放置100s，使其将SiNx薄膜充分腐 蚀。
[0025] d.清洗：用DI水清洗硅片表面，将腐蚀性浆料与SiNx反应的生成物去除干净，并 对硅片表面进行清洗处理。
[0026] e.腐蚀刻蚀：利用酸性刻蚀液的HN03+HF对硅片进行腐蚀，HN03 : HF的体积比为 6 : 1，所谓对硅片进行腐蚀是对印刷腐蚀性浆料的圆孔区域进行化学腐蚀，而非印刷区域
【权利要求】
1. 一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法，其特征是：利用PECVD方法在硅 片表面沉积一层一定厚度的SiNx掩膜，采用丝网印刷技术在硅片表面选择性印刷腐蚀性 浆料，待SiNx掩膜被腐蚀性浆料充分腐蚀后用DI水清洗，然后用酸性刻蚀液HN0 3+HF对硅 片印刷腐蚀性浆料区域进行腐蚀，再用HF去除SiNx掩膜，并用低浓度ΗΝ03和HF混合溶液 去除硅片表面损伤层，获得具有优质陷光效果的蜂窝绒面。
2. 根据权利要求1所述的一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法，其特征 是：所述的SiNx掩膜的厚度控制为l(T30nm。
3. 根据权利要求1所述的一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法，其特征 是：所述的腐蚀性浆料为NH4F和HF混合凝胶溶液。
4. 根据权利要求1所述的一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法，其特征 是：所述的选择性印刷是采用图案设计为均匀排列的镂空圆孔的丝网印刷网版进行印刷， 所述的网版图案中圆孔直径为5~10um，圆孔间距为l(Tl5 Um，其中圆孔区域为腐蚀性浆料 印刷区域，其余区域为非腐蚀性浆料印刷区域。
5. 根据权利要求1所述的一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法，其特征 是：所述SiNx掩膜被腐蚀性浆料充分腐蚀的时间控制为6(Tl20s。
6. 根据权利要求1所述的一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法，其特征 是：所述的酸性刻蚀液HN03+HF中HN0 3 : HF的体积比为6 : 1。
7. 根据权利要求1所述的一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法，其特征 是：所述的低浓度ΗΝ03和HF混合溶液是将所述的酸性刻蚀液HN0 3+HF稀释20倍所得到的 溶液。
8. 根据权利要求3所述的一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法，其特征 是：所述的順/和册混合凝胶溶液中NH4F : HF的体积比为1 : 1。
【文档编号】H01L31/18GK104103716SQ201410303634
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】徐华浦, 金浩, 蒋方丹, 陈康平, 郭俊华 申请人:浙江晶科能源有限公司, 晶科能源有限公司