CN110061098A - 一种干法黑硅电池的制备方法 - Google Patents
一种干法黑硅电池的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110061098A CN110061098A CN201910348032.3A CN201910348032A CN110061098A CN 110061098 A CN110061098 A CN 110061098A CN 201910348032 A CN201910348032 A CN 201910348032A CN 110061098 A CN110061098 A CN 110061098A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon wafer
- black
- silicon
- rie
- wool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229910021418 black silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 106
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 106
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 106
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 73
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 claims description 45
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims description 45
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 44
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 40
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 39
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 39
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 30
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 29
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 28
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 27
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 26
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 26
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 26
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 14
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 14
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 13
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 13
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 13
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 11
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 3
- HIVGXUNKSAJJDN-UHFFFAOYSA-N [Si].[P] Chemical compound [Si].[P] HIVGXUNKSAJJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 28
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 27
- 230000008859 change Effects 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910348032.3A CN110061098A (zh) | 2019-04-28 | 2019-04-28 | 一种干法黑硅电池的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910348032.3A CN110061098A (zh) | 2019-04-28 | 2019-04-28 | 一种干法黑硅电池的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110061098A true CN110061098A (zh) | 2019-07-26 |
Family
ID=67319575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910348032.3A Pending CN110061098A (zh) | 2019-04-28 | 2019-04-28 | 一种干法黑硅电池的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110061098A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150194562A1 (en) * | 2011-11-07 | 2015-07-09 | International Business Machines Corporation | Silicon heterojunction photovoltaic device with wide band gap emitter |
| CN106057981A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-10-26 | 东莞南玻光伏科技有限公司 | 黑硅的制备方法 |
| CN106784058A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-31 | 浙江昱辉阳光能源江苏有限公司 | 一种黑硅太阳能电池结构及其制作工艺 |
| CN107516693A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-12-26 | 广东爱康太阳能科技有限公司 | 一种晶硅太阳能电池抛光片的加工方法 |
| CN107623056A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-01-23 | 常州大学 | 一种反应离子刻蚀方法形成的纳米绒面表面缺陷修复方法 |
| CN108123009A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 镇江大全太阳能有限公司 | 一种rie制绒的黑硅电池的制备方法 |
-
2019
- 2019-04-28 CN CN201910348032.3A patent/CN110061098A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150194562A1 (en) * | 2011-11-07 | 2015-07-09 | International Business Machines Corporation | Silicon heterojunction photovoltaic device with wide band gap emitter |
| CN106057981A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-10-26 | 东莞南玻光伏科技有限公司 | 黑硅的制备方法 |
| CN106784058A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-31 | 浙江昱辉阳光能源江苏有限公司 | 一种黑硅太阳能电池结构及其制作工艺 |
| CN108123009A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 镇江大全太阳能有限公司 | 一种rie制绒的黑硅电池的制备方法 |
| CN107516693A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-12-26 | 广东爱康太阳能科技有限公司 | 一种晶硅太阳能电池抛光片的加工方法 |
| CN107623056A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-01-23 | 常州大学 | 一种反应离子刻蚀方法形成的纳米绒面表面缺陷修复方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2024077795A1 (zh) | 一种无掩膜层联合钝化背接触电池及其制备方法 | |
| US6663944B2 (en) | Textured semiconductor wafer for solar cell | |
| US8148191B2 (en) | Combined etching and doping media | |
| EP3407391A1 (en) | Preparation method of heterojunction solar cell and heterojunction solar cell | |
| CN111900232B (zh) | 一种shj电池生产中不良返工方法 | |
| CN103087850B (zh) | 一种单晶硅片预清洗液及其清洗方法 | |
| CN111341881A (zh) | 一种去除正面多晶硅绕镀的方法 | |
| CN103441182B (zh) | 太阳能电池的绒面处理方法及太阳能电池 | |
| CN107658367A (zh) | 一种异质结电池的湿化学处理方法 | |
| CN111403561A (zh) | 一种硅片制绒方法 | |
| CN108336169A (zh) | 一种背面钝化的p型晶体硅太阳能电池的制作方法 | |
| CN106653947A (zh) | 一种三结砷化镓太阳电池钝化方法及制备方法 | |
| CN113823709A (zh) | 一种太阳能电池的制绒清洗方法 | |
| CN109888054A (zh) | 一种光伏电池无损伤选择性发射极的制备方法 | |
| CN106057975A (zh) | 一种perc太阳能电池的制备方法 | |
| CN113948368A (zh) | 一种返工片的清洗方法 | |
| CN108074999A (zh) | 一种选择性发射极黑硅电池及其制作方法 | |
| CN110518075B (zh) | 一种黑硅钝化膜、其制备方法及应用 | |
| CN106299023B (zh) | 一种抗pid太阳能电池返工片的处理方法 | |
| CN111446331A (zh) | 一种去绕镀方法及钝化接触太阳能电池制备方法 | |
| CN109148262B (zh) | 一种太阳能多晶黑硅片的清洗方法 | |
| CN204167329U (zh) | 冶金多晶硅太阳能电池片及太阳能电池板 | |
| CN110061098A (zh) | 一种干法黑硅电池的制备方法 | |
| CN105529381B (zh) | 一种高效太阳电池的制备方法 | |
| CN102185022B (zh) | 一种太阳能电池的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190726 |