CN104701416A - 二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法 - Google Patents

二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法 Download PDF

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焦富强
邓敏
徐冬梅
刘太闯
张琳
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Abstract

本发明公开了一种二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，属太阳能电池制备领域。在硅片加工过程中，先制备含有二氧化硅颗粒的光刻胶，然后利用匀胶机在硅片表面甩胶，形成掩膜层，取出后使用曝光机进行曝光，将曝光后的硅片放置在酸碱溶液中或等离子环境下刻蚀，经清洗脱膜后，在硅片表面形成规则且有规律的绒面，扩大了对太阳光谱中不同波长的吸收，极大地减少反射率，进一步提升了太阳电池的光电转化效率，降低单位产能的生产成本，具有更好的经济效益。

Description

二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法
技术领域
本发明涉及一种二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法。属于能大幅提高光电转换效率的新型电子材料技术领域；能够应用于太阳能电池制备生产。
背景技术
太阳能作为一种可再生清洁能源，广泛的被人类加以利用。在太阳能制备产业化产品中，硅基太阳能电池组件的市场占有份额达到90％以上。黑硅材料具有宽光谱吸收的特性，能够提高太阳电池组件的光电转换效率，因此在太阳能电池制备中有很大应用前景。通过此技术，可推广至实际的生产产线中，降低成本，提高效率。
黑硅是一种表面具有准有序或周期性微结构的硅材料。黑硅对太阳光具有很低的反射率和很高的吸收率，它对到近紫外到近红外的光几乎全部吸收。利用黑硅制备的太阳能电池，可以大大提高太阳光的吸收利用率。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以在生产中实现推广的高纯二氧化硅掩膜制备黑硅的方法，能够应用在太阳能电池制备生产领域，提高电池的光电转换效率，加工成本低，简便易行，克服现有制绒技术存在的不足，具有良好的推广前景。
为实现上述目的，本发明技术方案为：
一种二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，利用匀胶机在硅片衬底上均匀涂覆一层二氧化硅光刻胶形成掩膜层，然后对基片进行曝光、固化，制绒得到黑硅，所述二氧化硅光刻胶含有高纯二氧化硅粉颗粒，二氧化硅颗粒度为0.01～10μm。
所述二氧化硅颗粒度优选为0.01～0.1μm。
所述二氧化硅光刻胶含有二氧化硅颗粒、分散剂和光刻胶，其中二氧化硅、分散剂和光刻胶的质量比为1:2:2～1:1:100。
所述分散剂为乙二醇二乙酸酯。
二氧化硅光刻胶的制备方法如下：按照设计配比称取各组分原料后，将二氧化硅、分散剂加到光刻胶中，利用电动搅拌器、以3500转/分钟的转速进行搅拌，搅拌时间为30分钟，得到混合均匀二氧化硅光刻胶。
所述掩膜层厚度为0.01～10μm。
所述光刻胶为正性光刻胶或者是负性光刻胶。
所述制绒过程如下：将掩膜后的硅片进行正常工序的酸或碱制绒或在常规离子环境下制绒；掩膜后的酸或碱腐蚀液浓度比正常工序时浓度上升1％～10％。
所述制绒工序得到的绒面结构其表面颜色呈黑蓝色。
所述匀胶机在硅片衬底上均匀涂覆一层二氧化硅光刻胶时，匀胶机转速3500转/分钟，涂胶时间为3～5分钟；涂胶硅片进行烘干，温度为120℃，时间为10分钟，烘干后再进行曝光处理。
上述技术方案是在硅片加工过程中，先制备含有二氧化硅颗粒的光刻胶，然后利用匀胶机在硅片表面甩胶，形成掩膜层，取出后使用曝光机进行曝光，将曝光后的硅片放置在酸碱溶液中或等离子环境下刻蚀，经清洗脱膜后，在硅片表面形成规则且有规律的绒面，扩大了对太阳光谱中不同波长的吸收，提升了太阳电池的光电转化效率。
本发明的有益效果：本发明通过对硅片表面进行二氧化硅掩膜腐蚀制备黑硅绒面，通过较低成本的二氧化硅粉颗粒以及光刻胶的掩膜，经过显影后放入酸溶液中进行腐蚀制备黑硅绒面，在腐蚀的过程中均匀且有规律的进行表面腐蚀，腐蚀后利用特定的溶液进行脱膜清洗，去除表面光刻胶后，制备出均匀的绒面。经此技术制备的绒面，不仅可以扩大对太阳光谱中不同波长的吸收，极大地减少反射率，从而能进一步的提升太阳电池的光电转化效率，提升整体的经济效益，降低单位产能的生产成本。
附图说明
图1是本发明与常规技术制绒后硅片的反射率对比。
图中：上面曲线是传统技术的反射率；下面曲线是加掩膜后的反射率。
图2是本发明与常规制绒后硅片电池效率对比。
图中：左面的柱代表传统技术转换效率，右面的代表本发明转换效率。
具体实施方式
下面通过实施例，进一步阐述本发明的方法及结合附图阐述本发明取得的有益效果。
实施例1
1、二氧化硅光刻胶的制备。
按照质量比1:2:10比例，称取市售高纯二氧化硅，其粒度为0.01～10μm；市售乙二醇二乙酸酯、及市售星泰克负性光刻胶SUN-8I，在分散容器中利用电动搅拌器以3500转/分钟的转速将上述三种原料进行均匀搅拌，搅拌30分钟，即得到二氧化硅光刻胶，备用。
2、二氧化硅颗粒光刻胶掩膜制备黑硅的方法：
采用匀胶机将二氧化硅光刻胶旋涂于硅片表面,匀胶机在硅材料基片上进行甩胶的转速为3500转/分钟，甩胶时间为3～5分钟，得到的掩膜层厚度在1μm。
将掩膜后硅片进行烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为10分钟；烘干后再进行常规的曝光、中烘、固化处理，然后将硅片浸泡在HNO3：HF＝1:3的酸腐蚀溶液内刻蚀，制绒完成后将硅片放入超声波纯水清洗、烘干即得到本发明所述的黑硅产品。
所得产品效果实验：反射率、转换效率与常规技术的对比情况见图1、图2。
从图1显示的反射率对比，本发明反射率明显优于常规技术制绒后硅片的反射率；
从图2显示的转换效率对比，本发明转换效率明显优于常规技术制绒后硅片的转换效率。

Claims (10)

1.一种二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，其特征在于利用匀胶机在硅片衬底上均匀涂覆一层二氧化硅光刻胶形成掩膜层，然后对基片进行曝光、固化，制绒得到黑硅，所述二氧化硅光刻胶含有高纯二氧化硅粉颗粒，二氧化硅颗粒度为0.01～10μm。
2.根据权利要求1所述的二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，其特征在于所述二氧化硅颗粒度为0.01～0.1μm。
3.根据权利要求1所述的二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，其特征在于所述二氧化硅光刻胶含有二氧化硅颗粒、分散剂和光刻胶，二氧化硅、分散剂和光刻胶的质量比为1:2:2～1:1:100。
4.根据权利要求3所述的二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，其特征在于所述分散剂为乙二醇二乙酸酯。
5.根据权利要求3所述的二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，其特征在于所述二氧化硅光刻胶的制备方法如下：按照设计配比称取各组分原料后，将二氧化硅、分散剂加到光刻胶中，利用电动搅拌器、以3500转/分钟的转速进行搅拌，搅拌时间为30分钟，得到混合均匀二氧化硅光刻胶。
6.根据权利要求1所述的二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，其特征在于所述掩膜层厚度为0.01～10μm。
7.根据权利要求1所述的二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，其特征在于所述光刻胶为正性光刻胶或者是负性光刻胶。
8.根据权利要求1所述的二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，其特征在于所述制绒过程如下：将掩膜后的硅片进行正常工序的酸或碱制绒或在常规离子环境下制绒；掩膜后的酸或碱腐蚀液浓度比正常工序时浓度上升1％～10％。
9.根据权利要求1所述的二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，其特征在于所述制绒工序得到的绒面结构其表面颜色呈黑蓝色。
10.根据权利要求1所述的二氧化硅光刻胶掩膜制备黑硅的方法，其特征在于所述匀胶机在硅片衬底上均匀涂覆一层二氧化硅光刻胶时，匀胶机转速3500转/分钟，涂胶时间为3～5分钟；涂胶硅片进行烘干，温度为120℃，时间为10分钟，烘干后再进行曝光处理。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105655446A (zh) * 2016-03-28 2016-06-08 中利腾晖光伏科技有限公司 黑硅电池片及其制备方法及黑硅光伏组件
CN108987497A (zh) * 2018-07-23 2018-12-11 宁夏大学 一种单晶硅太阳能电池用新型陷光结构的制备方法
CN110783417A (zh) * 2019-11-08 2020-02-11 国家纳米科学中心 一种硅表面制作密度可调的锥状陷光结构的方法及制得的黑硅
CN112758887A (zh) * 2021-01-05 2021-05-07 南京大学 一种掩膜刻蚀制备亚波长周期性阵列的方法
CN114873554A (zh) * 2022-03-10 2022-08-09 有研工程技术研究院有限公司 一种银辅助湿法刻蚀黑硅的制备方法
JP7495341B2 (ja) 2020-12-21 2024-06-04 株式会社カネカ 太陽電池の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102437236A (zh) * 2011-11-25 2012-05-02 中国科学院微电子研究所 一种黑硅太阳能电池表面的钝化方法
CN102689870A (zh) * 2012-05-15 2012-09-26 清华大学 一种可直接光刻图形化的纳米多孔材料及其制备方法
JP2013182046A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Nagoya Univ 二次元パターニング方法およびマイクロ流路の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102437236A (zh) * 2011-11-25 2012-05-02 中国科学院微电子研究所 一种黑硅太阳能电池表面的钝化方法
JP2013182046A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Nagoya Univ 二次元パターニング方法およびマイクロ流路の製造方法
CN102689870A (zh) * 2012-05-15 2012-09-26 清华大学 一种可直接光刻图形化的纳米多孔材料及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105655446A (zh) * 2016-03-28 2016-06-08 中利腾晖光伏科技有限公司 黑硅电池片及其制备方法及黑硅光伏组件
CN108987497A (zh) * 2018-07-23 2018-12-11 宁夏大学 一种单晶硅太阳能电池用新型陷光结构的制备方法
CN110783417A (zh) * 2019-11-08 2020-02-11 国家纳米科学中心 一种硅表面制作密度可调的锥状陷光结构的方法及制得的黑硅
JP7495341B2 (ja) 2020-12-21 2024-06-04 株式会社カネカ 太陽電池の製造方法
CN112758887A (zh) * 2021-01-05 2021-05-07 南京大学 一种掩膜刻蚀制备亚波长周期性阵列的方法
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