CN113707764A - 一种采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，它包括如下步骤，步骤A，对半导体基板进行倒金字塔制绒；步骤B，对经步骤A处理的半导体基板进行表面钝化。本发明的目的在于提供一种采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其有别于传统倒金字塔绒面制备方法，提高了制绒效果。

Description

一种采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法
技术领域
本发明涉及一种采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法。
背景技术
在异质结太阳能电池制作的过程中，制绒清洗是必不可少的关键步骤之一，制绒可以使电池片表面形成金字塔绒面，达到减少入射光的反射，提升短路电流的目的。
一般的单晶或铸锭单晶硅片制绒都是在添加剂辅助下，用碱性溶液进行各向异性反应以形成正向金字塔绒面。但正向金字塔绒面在光照非直射或环境光多为散射光时，对光线的吸收率不佳，而且突出的金字塔尖端在后续工艺中容易受到磨损而破坏，导致钝化失效，PN结受损，影响电池片的良率和效率。
由此，倒金字塔绒面相对于正向金字塔绒面，弱光吸收能力更佳，内陷的绒面也较不易受到后续工艺的破坏。目前大多数倒金字塔绒面的制备都是采用金属离子辅助制绒形成孔洞后再以碱性溶液进行各向异性反应而形成的。但上述方法对后续硅片的清洗要求较高，容易出现重金属的污染，影响硅片的表面钝化；再者，药液中的重金属离子，如银离子、铜离子对环境污染存在隐患，后期对于废液的处理成本较高，不利于大规模的生产；第三，倒金字塔绒面的大小和均匀性对后续电池制作起关键作用，采用金属离子辅助制绒往往无法均匀地控制绒面的大小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其有别于传统倒金字塔绒面制备方法，提高了制绒效果。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，它包括如下步骤，
步骤A，对半导体基板进行倒金字塔制绒；
步骤B，对经步骤A处理的半导体基板进行表面钝化。
较之现有技术而言，本发明的优点在于：
(1)利用第一遮掩结构的网孔大小，可以均匀地控制倒金字塔的尺寸，有利于实验设计和生产要求；
(2)采用激光蚀刻或等离子蚀刻等干式方法，避免了制程过程中重金属的污染，有利于后续的钝化和效率提升；
(3)利用第二遮掩结构进行第一次钝化，先均匀覆盖倒金字塔凹槽面，再去除第二遮掩结构进行第二次钝化，有利于钝化膜层的整体覆盖在半导体基板的表面，有利于钝化质量的提升。
附图说明
图1是本发明所述第一遮掩结构或第二遮掩结构一种实施例的结构简图。
图2是本发明第一遮掩结构进行激光蚀刻一种实施例的分布示意图，图中所示由上至下依次为激光、掩膜板和硅片。
图3是本发明一种实施例的工艺流程简图。
具体实施方式
一种采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，它包括如下步骤，
步骤A，对半导体基板进行倒金字塔制绒；
步骤B，对经步骤A处理的半导体基板进行表面钝化。
所述步骤B的具体方法为在半导体基板表面放置带有网孔的第二遮掩结构后进行第一次钝化膜沉积，然后移除第二遮掩结构进行第二次钝化膜沉积。所述第一次钝化膜沉积，可以先覆盖倒金字塔绒面的凹槽表面，避免全表面膜层钝化时，倒金字塔绒面的凹槽表面无法均匀覆盖。
在进行步骤B处理之前，对半导体基板进行酸洗。
所述第二遮掩结构为网孔大小与倒金字塔绒面个体大小相适应且网孔分布均匀的网状掩膜板。
所述第一次钝化膜沉积和第二次钝化膜沉积为非晶硅薄膜或二氧化硅薄膜沉积。
所述步骤A的具体方法为在半导体基板表面放置带有网孔的第一遮掩结构后进行蚀刻，然后移除第一遮掩结构进行制绒。
所述步骤A的具体工序为，
a1，在半导体基板表面放置第一遮掩结构；
a2，在第一遮掩结构的保护下，对半导体基板表面进行激光蚀刻处理或等离子蚀刻处理，形成均匀分布在半导体基板表面的孔洞；
a3，移除第一遮掩结构，对半导体基板进行制绒处理，形成倒金字塔绒面。
所述步骤a2，如采用激光蚀刻处理，所述激光的波长和频率无特别要求，只要能在半导体基板表面形成均匀孔洞；如采用等离子蚀刻处理，蚀刻气体可以为CF4、NF3等含氟气体的一种或组合。
所述第一遮掩结构为可耐激光或等离子蚀刻且网孔分布均匀的网状掩膜板。所述网状掩膜板优选铝合金材质或石墨碳纤维材质。
所述第一遮掩结构的网孔截面为正方形，边长为1um-1mm；所述第一遮掩结构的网孔截面为圆形，直径为1um-1mm。
所述步骤a3的具体方法为，移除第一遮掩结构，对半导体基板表面进行清洗去除蚀刻后残留的物质，然后进行制绒处理，形成倒金字塔绒面。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本本发明。
下面结合说明书附图和实施例对本发明内容进行详细说明：
如图1至图3所示为本发明提供的一种采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法的实施例示意图。
一种采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，包括如下步骤：
S1、在硅片表面放置一块铝合金材质的掩膜板。所述掩膜板为分布均匀的正方形网状结构，网孔的边长为2um，掩膜板的尺寸与硅片的尺寸相当，掩膜板的厚度为0.5mm；
S2、在掩膜板的保护下，对硅片表面进行激光刻蚀处理，使得硅片表面形成均匀的孔洞。所述激光的波长为400-700nm之间，优选地用绿光，波长为500-560nm。硅片形成的孔洞为1.5um左右；
S3、移除掩膜板，用溶液对硅片表面进行清洗，去除激光刻蚀所残留的物质，再用碱液对硅片再次进行处理，最终使得硅片表面形成倒金字塔绒面。所述清洗溶液用HF等酸液，HF酸质量百分比为1％-8％，去离子水质量百分比为92％-99％，硅片在HF酸溶液中的处理时间为1-6分钟，处理温度为20℃-30℃；所述碱液是氢氧化钾、制绒添加剂与水的混合液，其中氢氧化钾的质量百分含量为1％-5％，制绒添加剂的质量百分含量为0.5％～1％。制绒时间为8～12分钟，制绒温度为75℃-85℃；
S4、将已形成倒金字塔绒面的硅基体片进行清洗，所述清洗溶液为所述清洗溶液用HF等酸液，HF酸质量百分比为1％-8％，去离子水质量百分比为92％-99％，硅片在HF酸溶液中的处理时间为2-3分钟，处理温度为20℃-30℃；
S5、在上述已清洗的硅片表面放置一块掩膜板，所述掩膜板为分布均匀的正方形网状结构，网孔的边长为2um，掩膜板的外廓尺寸与硅片的尺寸相当，掩膜板的厚度为0.5mm；在掩膜板的保护下，对硅片表面进行钝化膜沉积，所述钝化膜为非晶硅膜层，非晶硅层采用PECVD沉积法，通入硅烷和氢气，沉积功率密度为0.005-0.03w/cm2，沉积厚度为3-10nm，沉积时间为50-250s；所述在掩膜板保护下沉积钝化膜，主要是为了让倒金字塔凹槽的表面先均匀沉积一层膜层；
S6、移除掩膜板，再次对硅片进行表面钝化膜沉积，所述钝化膜沉积与步骤S5相同。
本实施例中两次镀膜，可以避免一次沉积时膜层在硅片的上表面覆盖得较厚而倒金字塔凹槽覆盖较少的不均匀现象。
以上所述仅为本发明中优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其特征在于：它包括如下步骤，
步骤A，对半导体基板进行倒金字塔制绒；
步骤B，对经步骤A处理的半导体基板进行表面钝化。
2.根据权利要求1所述的采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述步骤B的具体方法为在半导体基板表面放置带有网孔的第二遮掩结构后进行第一次钝化膜沉积，然后移除第二遮掩结构进行第二次钝化膜沉积。
3.根据权利要求2所述的采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其特征在于：在进行步骤B处理之前，对半导体基板进行酸洗。
4.根据权利要求2所述的采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述第二遮掩结构为网孔大小与倒金字塔绒面个体大小相适应且网孔分布均匀的网状掩膜板。
5.根据权利要求1所述的采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述第一次钝化膜沉积和第二次钝化膜沉积均为非晶硅薄膜或二氧化硅薄膜沉积。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述步骤A的具体方法为在半导体基板表面放置带有网孔的第一遮掩结构后进行蚀刻，然后移除第一遮掩结构进行制绒。
7.根据权利要求6所述的采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述步骤A的具体工序为，
a1，在半导体基板表面放置第一遮掩结构；
a2，在第一遮掩结构的保护下，对半导体基板表面进行激光蚀刻处理或等离子蚀刻处理，形成均匀分布在半导体基板表面的孔洞；
a3，移除第一遮掩结构，对半导体基板进行制绒处理，形成倒金字塔绒面。
8.根据权利要求6所述的采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述第一遮掩结构为可耐激光或等离子蚀刻且网孔分布均匀的网状掩膜板。
9.根据权利要求8所述的采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述第一遮掩结构的网孔截面为正方形，边长为1um-1mm；所述第一遮掩结构的网孔截面为圆形，直径为1um-1mm。
10.根据权利要求7-9任意一项所述的采用倒金字塔绒面的太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述步骤a3的具体方法为，移除第一遮掩结构，对半导体基板表面进行清洗去除蚀刻后残留的物质，然后进行制绒处理，形成倒金字塔绒面。
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