CN102002682A - 硅晶片表面的制绒方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅晶片表面的制绒方法，包括对硅晶片表面的清洗净化，将清洗净化后的硅晶片两两叠合置于气相沉积反应炉中，当气相沉积反应炉的温度控制在1050℃至1200℃，真空度控制在1x10-2Pa至1x10-4Pa的条件下，将三氯氢硅和氢气按化学反应式满足反应所需的摩尔比的量混合，通入气相沉积反应炉中，使晶体硅沉积在两两叠合后的硅晶片外露表面，并形成硅晶粒绒面，沉积完成后，通入氮气，使气相沉积反应炉内降温升压致常温常压，取出沉积有硅晶粒绒面的硅晶片。根据本发明的硅晶片表面的制绒方法得到的硅晶粒绒面，其绒层厚5um-8um，硅片表面反射率波长300nm-1100nm内反射率平均值为7.5％-8.5％。实现了硅晶粒绒面层可控，降低了硅晶片绒面的反射率，生产工艺简单，批量生产速度快。

Description

硅晶片表面的制绒方法 
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池生产技术，特别是一种硅晶片表面的制绒方法。 
背景技术
目前，在硅太阳能电池的生产过程中，硅晶片表面的制绒直接影响了太阳能的吸收，已有技术的制绒面，其反射率基本都在10％-20％之间，不能满足更小的面积产生更大电能的太阳能电池发展的需要。 
有中国专利申请公开说明书公开了一种反应离子刻蚀制备太阳能电池硅片绒面的方法，所公开的是采用包含至少两种含卤素的气体和氧化性气体的反应离子刻蚀气体进行晶体硅绒面制备，从公开的实施例虽然提供能将绒面反射率达到7.90％，但实际在生产中，所刻蚀的绒面均匀度是难以控制的，刻蚀形成的绒面的一致性也无法准确控制。 
另有中国专利申请公开说明书公开了一种太阳能电池制造中同时形成硅片绒面及PN结的方法，其中介绍了“硅片被输送到LPCVD炉管中处理，在硅片表面同时形成绒面结构和PN结，其中可通过调节所述LPCVD的工艺参数，来控制在所述硅片表面上形成的半球形硅晶粒的尺寸和取向，所述绒面结构是由半球形硅晶粒薄层构成的”。其实，在不确定的条件下，硅片被输送到LPCVD炉管中处理，是不一定能达到所需的“所述硅片表面上形成的半球形硅晶粒的尺寸和取向”的目的，即使在如公开的说明书中指定采用“硅烷”作气相材料进行化学气相淀积，根据常规知识，它会产生非晶硅膜，而不是半球形硅晶粒薄层，所以，该公开资料是否能在工业生产中达到发明目的，尚有待实践证明。 
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种真正实现硅晶粒绒面层可控，绒面反射率低的硅晶片表面的制绒方法。 
为了达到上述目的，本发明所提供的一种硅晶片表面的制绒方法，包括对硅晶片表面的清洗净化，其特征是将清洗净化后的硅晶片两两叠合置于气相沉积反应炉中，当气相沉积反应炉的温度控制在1050℃至1200℃，真空度控制在1x10-2Pa至1x10-4Pa的条件 下，将三氯氢硅和氢气按化学反应式满足反应所需的摩尔比的量混合，通入气相沉积反应炉中，使晶体硅沉积在两两叠合后的硅晶片外露表面，并形成硅晶粒绒面，其化学反应式为：SiHCl3+H2＝Si+3HCl；所形成的硅晶粒绒面的厚度由气相沉积反应炉内空间气相反应物的摩尔浓度和沉积时间来控制，沉积完成后，通入氮气，使气相沉积反应炉内降温升压致常温常压，取出沉积有硅晶粒绒面的硅晶片。所述的所形成的硅晶粒绒面的厚度由气相沉积反应炉内空间气相反应物的摩尔浓度和沉积时间来控制是以每立方米2摩尔浓度的基准下沉积时间控制在0.3小时至0.5小时，所得硅晶粒绒面厚度为5um至8um。 
本发明得到的硅晶片表面的制绒方法得到的硅晶片硅晶粒绒面，其绒层厚5um至8um，采用型号为Cary500分光光度计测试，硅片表面反射率波长300nm至1100nm内反射率平均值为7.5％至8.5％。既实现了硅晶粒绒面层可控，又降低了所制硅晶片绒面的反射率，而且生产工艺简单，批量生产速度快。 
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。 
实施例1： 
本实施例描述的一种硅晶片表面的制绒方法，包括对硅晶片表面的清洗净化，将清洗净化后的硅晶片两两叠合置于气相沉积反应炉中，当气相沉积反应炉的温度控制在1050℃至1200℃，真空度控制在1x10-2Pa至1x10-4Pa的条件下，将三氯氢硅和氢气按化学反应式满足反应所需的摩尔比的量混合，本实施例是将1摩尔/立方米的三氯氢硅和1摩尔/立方米的氢气混合后通入气相沉积反应炉中，使气相沉积反应炉中的气相浓度为2摩尔/立方米，根据化学反应式：SiHCl3+H2＝Si+3HCl；得到晶体硅沉积在两两叠合后的硅晶片外露表面，并形成硅晶粒绒面，所形成的硅晶粒绒面的厚度由气相沉积反应炉内空间气相反应物的摩尔浓度和沉积时间来控制，见附表1、附表2沉积完成后，通入氮气，使气相沉积反应炉内降温升压致常温常压，取出沉积有硅晶粒绒面的硅晶片。所述的所形成的硅晶粒绒面的厚度由气相沉积反应炉内空间气相反应物的摩尔浓度和沉积时间来控制是以每立方米2摩尔浓度的基准下沉积时间控制在0.3小时至0.5小时，所得硅晶粒绒面厚度为5um至8um。 
本发明得到的硅晶片表面的制绒方法得到的硅晶片硅晶粒绒面，采用型号为Cary500 分光光度计测试，硅片表面反射率波长300nm至1100nm内反射率平均值为7.5％至8.5％。具体实验结构如下表所示： 
表1：真空度1x10-2Pa，气相摩尔浓度2摩尔/立方米，温度和沉积时间变化对绒面厚度和反射率的影响： 
序号 温度℃ 真空度(Pa) 沉积时间(小时) 浓度(摩尔/立方米) 绒面厚度(um) 波长300nm至1100nm内平均反射率％
1-1 1050 1x10-2 0.3 2 0.5 7.5
1-2 1050 1x10-2 0.35 2 0.55 7.5
1-3 1050 1x10-2 0.4 2 0.6 7.5
1-4 1050 1x10-2 0.45 2 0.65 7.5
1-5 1050 1x10-2 0.5 2 0.7 7.5
2-1 1100 1x10-2 0.3 2 0.51 7.6
2-1 1100 1x10-2 0.35 2 0.56 7.6
2-3 1100 1x10-2 0.4 2 0.61 7.6
2-4 1100 1x10-2 0.45 2 0.66 7.6
2-5 1100 1x10-2 0.5 2 0.71 7.6
3-1 1150 1x10-2 0.3 2 0.52 7.7
3-2 1150 1x10-2 0.35 2 0.57 7.7
3-3 1150 1x10-2 0.4 2 0.62 7.7
3-4 1150 1x10-2 0.45 2 0.67 7.7
3-5 1150 1x10-2 0.5 2 0.72 7.7
4-1 1200 1x10-2 0.3 2 0.53 7.8
4-2 1200 1x10-2 0.35 2 0.58 7.8
4-3 1200 1x10-2 0.4 2 0.63 7.8
4-4 1200 1x10-2 0.45 2 0.68 7.8
4-5 1200 1x10-2 0.5 2 0.73 7.8
表2：真空度1x10-4Pa，气相摩尔浓度2摩尔/立方米，温度和沉积时间变化对绒面厚度和反射率的影响： 
序号 温度℃ 真空度Pa 沉积时间(小时) 浓度(摩尔/立方米) 绒面厚度(um) 波长300nm至1100nm内平均反射率％
5-1 1050 1x10-4 0.3 2 0.57 8.2
5-2 1050 1x10-4 0.35 2 0.62 8.2
5-3 1050 1x10-4 0.4 2 0.67 8.2
5-4 1050 1x10-4 0.45 2 0.72 8.2
5-5 1050 1x10-4 0.5 2 0.77 8.2
6-1 1100 1x10-4 0.3 2 0.58 8.3
6-2 1100 1x10-4 0.35 2 0.63 8.3
6-3 1100 1x10-4 0.4 2 0.68 8.3
6-4 1100 1x10-4 0.45 2 0.73 8.3
6-5 1100 1x10-4 0.5 2 0.78 8.3
7-1 1150 1x10-4 0.3 2 0.59 8.4
7-2 1150 1x10-4 0.35 2 0.64 8.4
7-3 1150 1x10-4 0.4 2 0.69 8.4
7-4 1150 1x10-4 0.45 2 0.74 8.4
7-5 1150 1x10-4 0.5 2 0.79 8.4
8-1 1200 1x10-4 0.3 2 0.60 8.5
8-2 1200 1x10-4 0.35 2 0.65 8.5
8-3 1200 1x10-4 0.4 2 0.70 8.5
8-4 1200 1x10-4 0.45 2 0.75 8.5
8-5 1200 1x10-4 0.5 2 0.80 8.5

Claims (2)

1.一种硅晶片表面的制绒方法，包括对硅晶片表面的清洗净化，其特征是将清洗净化后的硅晶片两两叠合置于气相沉积反应炉中，当气相沉积反应炉的温度控制在1050℃至1200℃，真空度控制在1x10-2Pa至1x10-4Pa的条件下，将三氯氢硅和氢气按化学反应式满足反应所需的摩尔比的量混合，通入气相沉积反应炉中，使晶体硅沉积在两两叠合后的硅晶片外露表面，并形成硅晶粒绒面，其化学反应式为：SiHCl3+H2＝Si+3HCl；所形成的硅晶粒绒面的厚度由气相沉积反应炉内空间气相反应物的摩尔浓度和沉积时间来控制，沉积完成后，通入氮气，使气相沉积反应炉内降温升压致常温常压，取出沉积有硅晶粒绒面的硅晶片。
2.根据权利要求1所述的硅晶片表面的制绒方法，其特征是所述的所形成的硅晶粒绒面的厚度由气相沉积反应炉内空间气相反应物的摩尔浓度和沉积时间来控制是以每立方米2摩尔浓度的基准下沉积时间控制在0.3小时至0.5小时，所得硅晶粒绒面厚度为5um至8um。 
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