一种湿法制备圆角化金字塔的方法技术

本发明专利技术涉及一种湿法制备圆角化金字塔的方法。具体地，所述方法包括如下步骤：1)提供圆角化处理液和具有金字塔结构的硅片；2)在所述圆角化处理液中湿法处理所述具有金字塔结构的硅片，得到具有圆角化金字塔结构的硅片，其中，所述圆角化处理液包含如下组分：氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和醋酸(CH3COOH)，其中，氢氟酸、硝酸和醋酸的体积比为1‑7：35‑100：15‑120，醋酸在所述圆角化处理液中的体积含量为7‑77％。所述方法可有效圆角化金字塔，并降低所得产物的缺陷态。

Method for preparing round keratinized Pyramid by wet method

The invention relates to a method for preparing a round keratinized Pyramid by wet method. Specifically, the method comprises the following steps: 1) provide the fillet of the processing liquid and silicon wafer with Pyramid structure; 2) in the silicon chip filleting wet processing treatment liquid has the advantages of Pyramid structure, obtained with silicon, the fillet of the Pyramid structure in which the rounded solution contains the following groups points: hydrofluoric acid (HF), nitrate (HNO3) and acetic acid (CH3COOH), wherein, hydrofluoric acid, nitric acid and acetic acid in the volume ratio of 1 7:35 100:15 120 acetic acid in the rounded processing volume content in liquid is 7 77%. The method can effectively fillet Pyramid and reduce the defect state of the resultant product.

【技术实现步骤摘要】
一种湿法制备圆角化金字塔的方法
本专利技术涉及材料领域，尤其是太阳能电池领域，具体地涉及一种湿法制备圆角化(rounding)金字塔的方法。
技术介绍
在太阳能电池领域中，为了得到较好的陷光效果，常利用碱对单晶硅进行各向异性腐蚀制备金字塔陷光结构，提高器件的短路电流密度，进而提升器件的效率。随后采用等离子体增强气相沉积(PECVD)在制绒硅片表面沉积钝化膜(非晶硅、氮化硅、或氧化硅等)，以降低表面复合。制绒表面的形貌对钝化效果的优劣产生显著影响。下文以HIT(HeterojunctionwithintrinsicThinlayer)电池为例具体说明问题。对于HIT电池，通常采用等离子体增强气相沉积(PECVD)在硅片表面沉积高质量的非晶硅钝化薄膜。然而5-15nm厚度的非晶硅的质量的好坏受到沉积温度、沉积速率和硅片表面形貌等的影响。具体来说，经过圆角化重构的金字塔，有利于提升薄膜的钝化质量，降低表面复合速率。一般来说，经过圆角化处理的表面，器件的隐含开路电压(iVoc)可以提高10-30mV。针对硅表面形貌对非晶硅质量的影响，现有技术常采用氢氟酸/硝酸(HF/HNO3)水溶液对单晶硅各向同性腐蚀或者等离子体刻蚀的方法对形成的金字塔进行二次重构，平滑金字塔的尖端、底端，从而制备厚度相对均一、钝化效果优异的非晶硅薄膜。具体地，HIT电池金字塔圆角化结构通常采用等离子体刻蚀和湿化学法制备。其中，采用等离子体刻蚀的方法，不仅成本较高且会产生有害的产物，还会对硅表面造成一定的损伤，使得表面缺陷增加。现阶段湿法圆角化的溶液通常是HF/HNO3的水溶液，使用此类溶液处理的不足在于溶液处理之后金字塔形貌并没有形成明显圆角化，从而不利于后续非晶硅薄膜的均匀生长及钝化，造成器件相关性能降低。基于此，本领域急需开发一种可有效制备圆角化金字塔的处理方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可有效制备圆角化金字塔的处理方法。本专利技术的第一方面，提供了一种湿法制备圆角化金字塔的方法，所述方法包括如下步骤：1)提供圆角化处理液和具有金字塔结构的硅片；2)在所述圆角化处理液中湿法处理所述具有金字塔结构的硅片，得到具有圆角化金字塔结构的硅片，其中，所述圆角化处理液包含如下组分：氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和醋酸(CH3COOH)，其中，氢氟酸和硝酸的体积比为1-7：35-100，醋酸在所述圆角化处理液中的体积含量为7-77％。在另一优选例中，在所述圆角化处理液中，氢氟酸和硝酸的体积比为1-6：20-70，较佳地1-5：30-65，更佳地1-3：35-60。在另一优选例中，在所述圆角化处理液中，醋酸在所述圆角化处理液中的体积含量为10-77％，较佳地20-77％。在另一优选例中，在所述圆角化处理液中，氢氟酸、硝酸和醋酸的体积比为1-7：35-100：15-120，较佳地1-6：35-80：20-120。在另一优选例中，所述圆角化处理液还包含表面活性剂，所述表面活性剂选自下组：离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、或其组合。在另一优选例中，所述离子型表面活性剂选自下组：柠檬酸、月桂醇硫酸钠、或其组合。在另一优选例中，所述非离子型表面活性剂选自下组：聚氧化乙烯(PEO)、烷基酚聚氧乙烯醚、或其组合。在另一优选例中，所述表面活性剂为聚氧化乙烯(PEO)。在另一优选例中，在所述圆角化处理液中，所述表面活性剂的添加量为0.001-0.05g/ml，较佳地0.002-0.03g/ml，更佳地0.003-0.01g/ml。在另一优选例中，所述具有金字塔结构的硅片是将n型单晶硅经碱制绒处理得到的。在另一优选例中，所述湿法处理的处理时间为5-600s，较佳地10-500s，更佳地40-300s，最佳地50-200s。在另一优选例中，所述湿法处理的处理温度为10-50℃，较佳地20-45℃，更佳地25-40℃。在另一优选例中，所述具有圆角化金字塔结构的硅片具有选自下组的一个或多个特征：1)所述具有圆角化金字塔结构的硅片的顶端和底端具有明显的圆角化结构，优选地，所述“底端具有明显的圆角化结构”指底端具有如图2右图所示的结构；2)所述具有圆角化金字塔结构的硅片的水接触角为5-66°，较佳地5-55°，更佳地5-50°；3)所述具有圆角化金字塔结构的硅片在沉积本征非晶硅薄膜后的iVoc为705-750mV，较佳地720mV－750mV，更佳地730-750mV。本专利技术的第二方面，提供了一种具有圆角化金字塔结构的硅片，所述具有圆角化金字塔结构的硅片是采用本专利技术第一方面所述的方法制备的。在另一优选例中，所述具有圆角化金字塔结构的硅片具有选自下组的一个或多个特征：1)所述具有圆角化金字塔结构的硅片的顶端和底端具有明显的圆角化结构，优选地，所述“底端具有明显的圆角化结构”指底端具有如图2右图所示的结构；2)所述具有圆角化金字塔结构的硅片的水接触角为5-66°，较佳地5-55°，更佳地5-50°；3)所述具有圆角化金字塔结构的硅片在沉积本征非晶硅薄膜后的iVoc为705-750mV，较佳地715mV－750mV，更佳地730-750mV。本专利技术的第三方面，提供了一种制品，所述制品包含本专利技术第二方面所述具有圆角化金字塔结构的硅片。在另一优选例中，所述制品包含：i)本专利技术第二方面所述具有圆角化金字塔结构的硅片,作为基底；ii)沉积于所述基底上的非晶硅薄膜。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。附图说明图1为实施例1中金字塔圆角化处理前的SEM图。图2为实施例1中金字塔圆角化处理后的SEM图。图3为实施例1中金字塔圆角化前后的反射率图。图4为实施例1中金字塔圆角化前后的接触角变化图，其中，左图为金字塔未圆角化的接触角图，右图为金字塔圆角化后的接触角图。图5为对比例6中圆角化处理后的SEM图。图6为对比例6中圆角化处理后的反射率图。具体实施方式本专利技术人经过长期而深入的研究，通过优化圆角化处理溶液的组成和配方，得到一种特别适合于制备圆角化金字塔的方法。所述方法可有效圆角化金字塔的底部，并降低所得产物表面的粗糙度和缺陷态。在此基础上，专利技术人完成了本专利技术。圆角化方法本专利技术提供了一种湿法制备圆角化金字塔的方法，所述方法包括如下步骤：1)提供圆角化处理液和具有金字塔结构的硅片；2)在所述圆角化处理液中湿法处理所述具有金字塔结构的硅片，得到具有圆角化金字塔结构的硅片，其中，所述圆角化处理液包含如下组分：氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和醋酸(CH3COOH)，其中，氢氟酸和硝酸的体积比为1-7：35-100，醋酸在所述圆角化处理液中的体积含量为7-77％。具体地，以聚氧化乙烯(PEO)为例，本专利技术采用HF/HNO3/CH3COOH/聚氧化乙烯(PEO)表面活性剂的混合溶液作为圆角化处理液，所述圆角化处理液可以在常温(如25℃)、短时间(如60s)内制备反射率稍微增加、处理后表面粗糙度降低及硅表面润湿性增加的圆角化结构。该混合溶液的组成和使用方法如下：金字塔圆角化处理液由质量分数为40％的氢氟酸、质量分数为68％的浓硝酸、质量分数为99.99％的冰醋酸(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿法制备圆角化金字塔的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)提供圆角化处理液和具有金字塔结构的硅片；2)在所述圆角化处理液中湿法处理所述具有金字塔结构的硅片，得到具有圆角化金字塔结构的硅片，其中，所述圆角化处理液包含如下组分：氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和醋酸(CH3COOH)，其中，氢氟酸和硝酸的体积比为1‑7：35‑100，醋酸在所述圆角化处理液中的体积含量为7‑77％。

【技术特征摘要】
1.一种湿法制备圆角化金字塔的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)提供圆角化处理液和具有金字塔结构的硅片；2)在所述圆角化处理液中湿法处理所述具有金字塔结构的硅片，得到具有圆角化金字塔结构的硅片，其中，所述圆角化处理液包含如下组分：氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和醋酸(CH3COOH)，其中，氢氟酸和硝酸的体积比为1-7：35-100，醋酸在所述圆角化处理液中的体积含量为7-77％。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述圆角化处理液中，氢氟酸、硝酸和醋酸的体积比为1-7：35-100：15-120。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述圆角化处理液还包含表面活性剂，所述表面活性剂选自下组：离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、或其组合。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述离子型表面活性剂选自下组：柠檬酸、月桂醇硫酸钠、或其组合；和/或所述非离子型表面活性剂选自下组：聚氧化乙烯(PEO)、烷基酚聚氧乙烯醚、或其组合。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶继春，王丹，曾俞衡，高平奇，廖明墩，韩灿，童慧，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33