CN110061098A - 一种干法黑硅电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池片生产技术领域，具体涉及一种干法黑硅电池的制备方法。相较传统干法黑硅电池的制备方法，本发明通过调整RIE的工艺参数，以控制黑硅纳米绒面宽度和深度，降低黑硅表面复合，提升短波光谱响应。同时采用热氧化工艺制备SiO2膜，SiO2膜和SiNx膜相辅相成，协同作用于钝化发射极，进一步降低黑硅表面复合，提升开路电压，最终达到提升电池片转换效率的目的。
Description
技术领域
本发明属于电池片生产技术领域，特别涉及一种干法黑硅电池的制备方法。
背景技术
在全球的晶体硅光伏产品中，多晶产品仍然占有50％以上的市场需求。多晶产品具有单瓦价格低、工艺成熟、组件可靠性高的特点，有效降低了光伏电站风险，为光伏电站收益提供可靠保障。
多晶黑硅制绒工艺主要是干法制绒，干法黑硅制绒工艺为反应离子刻蚀法(Reactive Ion Etching，RIE)，该方法是等离子体在电场作用下加速撞击黑硅，在黑硅表面形成纳米结构，从而降低多晶黑硅的反射率。该工艺对多晶电池效率提升不高。
现有技术中黑硅电池的制备流程是先进行酸制绒，RIE制绒，经过绒面修复后再进行PN结扩散，然后后清洗去除磷硅玻璃层(PSG)和边缘刻蚀，PECVD积淀减反射膜，丝网印刷和烧结工艺完成黑硅电池的制备。
黑硅电池特殊的微观纳米结构使其具备卓越的减反射性能。然而，其优异的减反射性能和严重的载流子复合、收集之间存在着矛盾，难以达到很好的平衡。
发明内容
为了解决背景技术中指出的黑硅电池减反射性能和严重的载流子复合、收集之间存在着矛盾，难以达到很好的平衡的技术问题，本发明提供了一种干法黑硅电池的制备方法，本发明黑硅电池的制备方法的具体步骤如下：
(1)、酸腐蚀制绒
使用成分为HF：HNO3：H2O＝2:4:3(体积比)的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。利用HF/HNO3在较高化学浓度比时的缺陷腐蚀特性，使损伤层区域优先腐蚀，在正面形成坑洞结构，以及对硅片背面进行抛光处理；
(2)、RIE制绒
使用成分为SF6、O2、Cl2的混合气体等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成微纳米绒面，控制微纳米开孔宽度在300-400mm，深度在150-190nm。反射率4-7％；
气体用量比(体积比)SF6:02:Cl2＝8:10:5；
工艺参数：SF6流量为1120-1600sccm，O2流量为1400-2000sccm，Cl2流量为700-1000sccm，压强为25-30帕，速度10-18mm/s；
等离子刻蚀的机理为：游离基和中性原子团与硅材料进行化学反应，使用“硅-卤”键代替“硅-硅”键，达到刻蚀的目的。例如在氧化气氛中加入氯可以减少SiO2中的缺陷，钝化层对侧壁则起到刻蚀保护作用；通过调整工艺参数实现不同Si/SiO2比例，形成不同高深宽比的腐蚀坑。
(3)、RIE后清洗
使用成分为缓冲氧化物刻蚀液(BOE)：H2O2：H2O＝1:2:3(体积比)的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间6-8min，反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干；反射率16-17％。
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4(体积比)的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、热氧化
在氧气气氛中对刻蚀后硅片进行热处理，在硅片表面形成一层SiO2薄膜；
工艺参数：O2流量为2000sccm，温度为620-700℃，时间为10-20min；
黑硅表面的纳米绒面结构尺寸较小，间距为100nm左右，后续PECVD沉积的SiNx薄膜很难完全覆盖底部，从而在结构底部会形成裸硅表面，会增加载流子表面复合，造成电池效率下降。热氧化可以在硅片的纳米绒面上形成SiO2薄膜，起钝化保护作用。
(7)、PECVD
将经过热氧化的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(8)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
有益效果：
本发明采用RIE黑硅制绒工艺。相较传统干法黑硅电池工艺，本发明通过调整RIE工艺参数，控制黑硅纳米绒面宽度和深度，降低黑硅表面复合，提升短波光谱响应。同时采用热氧化工艺制备SiO2膜，SiO2膜和SiNx膜相辅相成，协同作用钝化发射极，进一步降低黑硅表面复合，提升开路电压，最终达到提升电池片转换效率的目的。
具体实施方式
实施例1
(1)、酸腐蚀制绒
使用成分为HF：HNO3：H2O＝2:4:3(体积比)的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。
(2)、RIE制绒
使用体积比为SF6:02:Cl2＝8:10:5的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为1600sccm，O2流量为2000sccm，Cl2流量为1000sccm，压强为30帕，速度18mm/s，控制微纳米开孔宽度在300-400mm，深度在150-190nm。反射率4-7％；
(3)、RIE后清洗
使用成分为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3(体积比)的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间7min,反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干；反射率16-17％；
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4(体积比)的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、热氧化
在氧气气氛中对刻蚀后硅片进行热处理，O2流量为2000sccm，温度为660℃，时间为15min，在硅片表面形成一层SiO2薄膜。
(7)、PECVD
将经过热氧化的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(8)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
实施例2
(1)、酸腐蚀制绒
使用成分为HF：HNO3：H2O＝2:4:3(体积比)的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。
(2)、RIE制绒
使用体积比为SF6:02:Cl2＝8:10:5的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为1120sccm，O2流量为1400sccm，Cl2流量为700sccm，压强为25帕，速度10mm/s，控制微纳米开孔宽度在300-400mm，深度在150-190nm。反射率4-7％；
(3)、RIE后清洗
使用成分为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3(体积比)的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间6min，反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干；反射率16-17％；
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4(体积比)的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、热氧化
在氧气气氛中对刻蚀后硅片进行热处理，O2流量为2000sccm，温度为700℃，时间为10min，在硅片表面形成一层SiO2薄膜。
(7)、PECVD
将经过热氧化的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(8)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
实施例3
(1)、酸腐蚀制绒
使用成分为HF：HNO3：H2O＝2:4:3(体积比)的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。
(2)、RIE制绒
使用体积比为SF6:02:Cl2＝8:10:5(体积比)的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为1600sccm，O2流量为2000sccm，Cl2流量为1000sccm，压强为30帕，速度18mm/s，控制微纳米开孔宽度在300-400mm，深度在150-190nm。反射率4-7％；
(3)、RIE后清洗
使用成分为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3(体积比)的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间8min,反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干；反射率16-17％；
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4(体积比)的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、热氧化
在氧气气氛中对刻蚀后硅片进行热处理，O2流量为2000sccm，温度为620℃，时间为20min，在硅片表面形成一层SiO2薄膜。
(7)、PECVD
将经过热氧化的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(8)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
实施例4
(2)、RIE制绒
使用体积比为SF6:02:Cl2＝8:10:5的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为1360sccm，O2流量为1700sccm，Cl2流量为850sccm，压强为25帕，速度15mm/s，控制微纳米开孔宽度在300-400mm，深度在150-190nm。反射率4-7％；
其他步骤同实施例1。
对照例1
(1)、酸腐蚀制绒
使用成分为HF：HNO3：H2O＝2:4:3(体积比)的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。
(2)、RIE制绒
使用体积比为SF6:02:Cl2＝8:10:5的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为1600sccm，O2流量为2000sccm，Cl2流量为1000sccm，压强为30帕，速度18mm/s，控制微纳米开孔宽度在300-400mm，深度在150-190nm。反射率4-7％；
(3)、RIE后清洗
使用成分为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3(体积比)的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间7min,反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干；反射率16-17％；
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4(体积比)的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、PECVD
将经刻蚀后的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(7)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
为证实热氧化是否有效，采用干法黑硅片进行流片，其实验结果如表1所示，实施例1的平均效率达到19.01％，比对照例1的平均效率要高0.11％。但黑硅表面的纳米绒面结构尺寸较小，间距为100nm左右，后续PECVD沉积的SiNx薄膜很难完全覆盖底部，从而在结构底部会形成裸硅表面，会增加载流子表面复合，造成电池效率下降。而热氧化可以在硅片的纳米绒面上形成SiO2薄膜，起钝化保护作用。实验组的开路电压(Uoc)有2.4mV的提升。
对照例2
(1)、酸腐蚀制绒
使用体积比为HF：HNO3：H2O＝2:4:3的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。
(2)、RIE制绒使用成分为SF6:02:Cl2＝8:10:5(体积比)的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为800sccm，O2流量为1000sccm，Cl2流量为500sccm，压强为25帕，速度10mm/s。
(3)、RIE后清洗
使用成分为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3(体积比)的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间7min，反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干。
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4(体积比)的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、PECVD
将经刻蚀后的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(7)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
对照例3
(1)、酸腐蚀制绒
使用成分为HF：HNO3：H2O＝2:4:3(体积比)的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。
(2)、RIE制绒
使用成分为SF6:02:Cl2＝8:10:5(体积比)的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为2016sccm，O2流量为2520sccm，Cl2流量为1260sccm，压强为30帕，速度18mm/s。
(3)、RIE后清洗
使用成分为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3(体积比)的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间7min，反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干。
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4(体积比)的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、热氧化
在氧气气氛中对刻蚀后硅片进行热处理，O2流量为2000sccm，温度为660℃，时间为15min，在硅片表面形成一层SiO2薄膜。
(7)、PECVD
将经过热氧化的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(8)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
对照例4
(1)、酸腐蚀制绒
使用成分为HF：HNO3：H2O＝2:4:3(体积比)的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。
(2)、RIE制绒
使用成分为SF6:02:Cl2＝8:10:5(体积比)的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为800sccm，O2流量为1000sccm，Cl2流量为500sccm，压强为30帕，速度18mm/s。
(3)、RIE后清洗
使用成分为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3(体积比)的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间7min,反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干。
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4(体积比)的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、热氧化
在氧气气氛中对刻蚀后硅片进行热处理，O2流量为2000sccm，温度为660℃，时间为15min，在硅片表面形成一层SiO2薄膜。
(7)、PECVD
将经过热氧化的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(8)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
对照例5
(1)、酸腐蚀制绒
使用成分为HF：HNO3：H2O＝2:4:3(体积比)的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。
(2)、RIE制绒
使用成分为SF6:02:Cl2＝8:10:5(体积比)的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为1600sccm，O2流量为2000sccm，Cl2流量为1000sccm，压强为30帕，速度18mm/s。
(3)、RIE后清洗
使用成分为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3(体积比)的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间5min,反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干。
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4(体积比)的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、热氧化
在氧气气氛中对刻蚀后硅片进行热处理，O2流量为2000sccm，温度为660℃，时间为15min，在硅片表面形成一层SiO2薄膜。
(7)、PECVD
将经过热氧化的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(8)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
对照例6
(1)、酸腐蚀制绒
使用成分为HF：HNO3：H2O＝2:4:3(体积比)的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。
(2)、RIE制绒
使用成分为SF6:02:Cl2＝8:10:5(体积比)的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为1600sccm，O2流量为2000sccm，Cl2流量为1000sccm，压强为30帕，速度18mm/s。
(3)、RIE后清洗
使用成分为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间9min,反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干。
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、热氧化
在氧气气氛中对刻蚀后硅片进行热处理，O2流量为2000sccm，温度为660℃，时间为15min，在硅片表面形成一层SiO2薄膜。
(7)、PECVD
将经过热氧化的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(8)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
对照例7
(1)、酸腐蚀制绒
使用成分为HF：HNO3：H2O＝2:4:3(体积比)的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。
(2)、RIE制绒
使用成分为SF6:02:Cl2＝8:10:5(体积比)的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为1600sccm，O2流量为2000sccm，Cl2流量为1000sccm，压强为30帕，速度18mm/s。
(3)、RIE后清洗
使用成分为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3(体积比)的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间7min,反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干。
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、热氧化
在氧气气氛中对刻蚀后硅片进行热处理，O2流量为2000sccm，温度为580℃，时间为25min，在硅片表面形成一层SiO2薄膜。
(7)、PECVD
将经过热氧化的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(8)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
对照例8
(1)、酸腐蚀制绒
使用成分为HF：HNO3：H2O＝2:4:3(体积比)的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒。
(2)、RIE制绒
使用成分为SF6:02:Cl2＝8:10:5(体积比)的混合气体，等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成纳米绒面，SF6流量为1600sccm，O2流量为2000sccm，Cl2流量为1000sccm，压强为30帕，速度18mm/s。
(3)、RIE后清洗
使用成分为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3(体积比)的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间7min,反应温度40℃。然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质。然后甩干。
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用成分为HF：HNO3：H2O＝1:8:4(体积比)的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结。再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、热氧化
在氧气气氛中对刻蚀后硅片进行热处理，O2流量为2000sccm，温度为740℃，时间为5min，在硅片表面形成一层SiO2薄膜。
(7)、PECVD
将经过热氧化的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(8)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
各实施例和对比实施例性能数据结果如表1所示。表1
| Isc(A) | Uoc(V) | FF | Eta(％) | IRev2(A) | Rs(Ω) | Rsh(Ω) | |
| 实施例1 | 9.2528 | 0.6302 | 79.33 | 19.01 | 0.1315 | 0.0017 | 582.34 |
| 实施例2 | 9.2894 | 0.6282 | 79.19 | 18.99 | 0.1396 | 0.0017 | 173.97 |
| 实施例3 | 9.2953 | 0.6294 | 78.92 | 18.98 | 0.1235 | 0.0018 | 196.14 |
| 实施例4 | 9.2321 | 0.6289 | 79.59 | 18.99 | 0.1198 | 0.0016 | 689.35 |
| 对比实施例1 | 9.2570 | 0.6278 | 79.12 | 18.90 | 0.0928 | 0.0018 | 629.63 |
| 对比实施例2 | 9.2000 | 0.6279 | 79.18 | 18.79 | 0.1087 | 0.0018 | 591.07 |
| 对比实施例3 | 9.3139 | 0.6248 | 79.11 | 18.92 | 0.0632 | 0.0018 | 775.72 |
| 对比实施例4 | 9.2659 | 0.6246 | 79.27 | 18.86 | 0.1645 | 0.0018 | 319.90 |
| 对比实施例5 | 9.2737 | 0.6284 | 79.07 | 18.94 | 0.1388 | 0.0020 | 328.15 |
| 对比实施例6 | 9.2741 | 0.6284 | 79.01 | 18.92 | 0.1443 | 0.0020 | 484.00 |
| 对比实施例7 | 9.1996 | 0.6304 | 79.36 | 18.91 | 0.0877 | 0.0017 | 593.52 |
| 对比实施例8 | 9.3139 | 0.6248 | 79.11 | 18.92 | 0.0632 | 0.0018 | 775.72 |
Claims (4)
1.一种干法黑硅电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体工艺步骤如下：
(1)、酸腐蚀制绒
使用体积比为HF：HNO3：H2O＝2:4:3的混合溶液对金刚线多晶硅片进行制绒；
(2)、RIE制绒
使用成分为SF6、O2、Cl2的混合气体等离子体对制绒后硅片的正表面进行等离子刻蚀，形成微纳米绒面，控制微纳米开孔宽度在300-400mm，深度在150-190nm，反射率4-7％；
(3)、RIE后清洗
使用体积比为BOE：H2O2：H2O＝1:2:3的混合溶液对RIE后硅片进行绒面优化，反应时间6-8min，反应温度40℃，然后按顺序进行水洗-HF洗-水洗-HCl洗-水洗，以去除硅片表面的氧化层或金属杂质，然后甩干；
(4)、对经RIE后清洗的黑硅片的表面进行磷源扩散，制备PN结，扩散方阻为90-110Ω/□；
(5)、酸腐蚀刻蚀
使用体积比为HF：HNO3：H2O＝1:8:4的混合溶液对扩散后硅片的背面和侧面进行刻蚀，去除因磷源扩散造成的硅片背面和侧面的PN结，再使用5％浓度的HF去除硅片正面的磷硅玻璃层，后烘干；
(6)、热氧化
在氧气气氛中对刻蚀后硅片进行热处理，在硅片表面形成一层SiO2薄膜；
(7)、PECVD
将经过热氧化的黑硅用自动插片机装入舟内，再将载有满舟的小车推至PECVD设备，然后进行镀膜工艺，镀膜完成后将小车推至冷却房内冷却8～10分钟，然后卸片；
(8)、丝网印刷
背电极印刷及烘干，背电场印刷及烘干，正电极印刷，烧结，然后分拣即可得到黑硅电池。
2.如权利要求1所述的干法黑硅电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述气体体积比为SF6:02:Cl2＝8:10:5。
3.如权利要求1所述的干法黑硅电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述刻蚀的工艺参数为：SF6流量为1120-1600sccm，O2流量为1400-2000sccm，Cl2流量为700-1000sccm，压强为25-30帕，速度10-18mm/s。
4.如权利要求1所述的干法黑硅电池的制备方法，其特征在于，步骤(6)所述热氧化的工艺参数为：O2流量为2000sccm，温度为620-700℃，时间为10-20min。
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