太阳能电池的制造方法技术

本发明专利技术提供一种可以在硅基板表面形成最佳的纹理结构的太阳能电池的制造方法。该方法中，对硅基板依次进行附着工序、第一蚀刻工序及第二蚀刻工序。在附着工序中，将硅基板浸渍在含有氢氟酸和硝酸银的第一水溶液中，以将银附着到硅基板表面上。第一水溶液被制备成硝酸银的摩尔浓度在9×10

Manufacturing Method of Solar Cells

The invention provides a manufacturing method of a solar cell which can form the best texture structure on the surface of a silicon substrate. In this method, the silicon substrate is successively adhered, the first etching process and the second etching process. In the attachment process, the silicon substrate is impregnated in the first aqueous solution containing hydrofluoric acid and silver nitrate to attach silver to the surface of the silicon substrate. The molar concentration of silver nitrate prepared from the first aqueous solution is 9 x 10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能电池的制造方法
本专利技术涉及一种太阳能电池的制造方法，特别涉及在硅基板的表面形成微小凹凸的方法。
技术介绍
作为例如煤和石油的替代能源，太阳光作为清洁和取之不尽的能源受到关注，并且期望进一步广泛使用将太阳光的光能转换成电能的太阳能电池。在太阳能电池的表面上形成有微小的无数个凹凸，即形成有纹理结构，所述凹凸具有减少太阳能电池表面的反射并有效地吸收太阳光的作用。在单晶硅的情况下，通过使用碱性溶液蚀刻硅(Si)的(100)表面，可以容易地获得金字塔形纹理结构。另一方面，在多晶硅的情况下，由于在硅基板的表面上出现各种晶体取向，因此难以在硅基板的整个表面上如单晶硅一样形成均匀的纹理结构。作为在由多晶硅制成的硅基板的表面上形成纹理结构的方法，公开了一种方法(例如，专利文献1)，该方法中通过在含有金属离子的氧化剂(例如过氧化氢(H2O2))和氢氟酸的混合水溶液中浸渍硅基板来使硅基板的表面多孔化。在该方法中，在浸渍在水溶液中的硅基板的表面上析出金属，并通过将该金属用作氧化剂的还原催化剂，促进硅的氧化溶解，以像析出的金属硅在基板中挖孔那样形成多个孔。另外，公开了一种方法(例如，专利文献2)，该方法包括：第一工序，通过在含有金属离子的氧化剂和氢氟酸的混合水溶液中浸渍硅基板来使硅基板的表面多孔化；以及第二工序，将经过第一工序的硅基板表面浸渍在主要含有氢氟酸和硝酸的混合酸中并进行蚀刻，以形成纹理结构。现有技术文献专利文献专利文献1：专利第3925867号公报专利文献2：专利第4610669号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，上述专利文献1和专利文献2中，均通过将硅基板浸渍在含有金属离子的氧化剂和氢氟酸的混合水溶液中来同时进行在所述硅基板表面上析出金属以及将析出的金属作为催化剂形成细孔。因此，所形成的细孔的深度和孔径的偏差增大，结果，纹理结构的凹部的深度和尺寸(开口尺寸和内径)的偏差增大，从而不能充分降低硅基板表面的反射。本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池的制造方法，其能够在硅基板表面形成最佳的纹理结构。为解决课题的技术手段本专利技术是在硅基板表面形成微小凹凸的太阳能电池的制造方法，该方法包括以下工序：附着工序，将所述硅基板浸渍在第一水溶液中，以将银附着到所述硅基板表面上，其中所述第一水溶液含有氢氟酸和硝酸银，硝酸银的摩尔浓度在9×10-5mol/L至1×10-3mol/L的范围内；以及第一蚀刻工序，将经过所述附着工序的硅基板浸渍在含有氢氟酸和过氧化氢的第二水溶液中，通过银的催化反应对硅基板表面进行蚀刻。专利技术的效果根据本专利技术，由于通过将硅基板浸渍在被制备成硝酸银的摩尔浓度在9×10-5mol/L至1×10-3mol/L的范围内的第一水溶液中来将银附着到硅基板表面之后，将硅基板浸渍在含有氧化剂的第二水溶液中，因此，在不含有氧化剂且银离子通过氢氟酸被均匀地分散的第一水溶液中，银均匀地附着在硅基板表面，并且在含有氧化剂的第二水溶液中通过银的催化反应对硅基板表面进行蚀刻。因此，可以在硅基板的表面形成凹部的深度和尺寸(开口尺寸和内径)的偏差小并且可以充分地减少硅基板表面的反射的最佳的纹理结构。。附图说明图1是示意性地示出根据本实施方式的太阳能电池的主要部分的结构的截面图。图2是示出纹理结构的形成顺序的流程图。图3是用于说明根据第一水溶液中硝酸银的摩尔浓度差异形成的纹理结构的差异的说明图。图4是示出了硅基板表面的反射率与第一水溶液中硝酸银的摩尔浓度之间的关系的曲线图。图5是示出了纹理结构的凹部的深度与第一水溶液中硝酸银的摩尔浓度之间的关系的曲线图。图6是示出每波长的反射率的曲线图。具体实施方式以下，根据附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。在图1中，太阳能电池10包括硅基板12、在受光面10a侧的硅基板12表面形成的扩散层13以及以覆盖扩散层13的方式形成的防反射膜14。例如，硅基板12是p型半导体，并且扩散层13是通过在硅基板12表面扩散杂质而形成的n型半导体层。由所述硅基板12和扩散层13形成PN接合。防反射膜14是具有通过例如化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition，CVD)方法等形成的氧化钛(TiO2)或氮化硅(SiN)的单层结构的薄膜，并且抑制光反射。尽管图中未示出，但是太阳能电池10具有设置在受光面10a的栅电极、堆叠在硅基板12的背面侧的背面场层以及背面电极。太阳能电池10的受光面10a具有由微小凹凸组成的纹理结构。众所周知，纹理结构用于减少表面反射损失，并增加基于光限制效果的光吸收，并且入射光反复透射和反射，结果，与平坦的受光面相比，向PN接合引入更多光。众所周知，与凹部的深度和密度不均匀的纹理结构相比，凹部的深度和密度均匀的纹理结构可以更有效地限制入射光。并且，纹理结构的凹部的深度是纹理结构的凹凸的高度差。所述受光面10a的纹理结构反映了硅基板12表面的纹理结构，并且受光面10a的纹理结构和硅基板12表面的纹理结构实质上相同。将参照图2描述形成所述硅基板12的纹理结构的方法。并且，在下面描述的各工序之间，对硅基板12进行水洗涤。首先，在损坏层去除工序中去除损坏层(步骤SP1)。在该损坏层去除工序中，通过将硅基板12浸渍在碱性溶液中来去除硅基板12的损坏层。例如，使用氢氧化钠(NaOH)水溶液作为用于去除损坏层的碱性溶液。在损坏层去除工序之后，将硅基板12浸渍在第一水溶液中以进行在硅基板12表面附着银的附着工序(步骤SP2)。第一水溶液是含有氢氟酸(HF)和硝酸银(AgNO3)的水溶液。第一水溶液通过氢氟酸显示酸性，并且硝酸银的银以银离子的状态存在。当硅基板12浸渍在第一水溶液中时，在硅基板12表面析出银。该银的析出是第一水溶液中的银离子获得电子的还原反应，并且相应的电子从硅基板12的硅(Si)中被提取，从而产生硅的溶解。因此，银析出并进入凹坑，所述凹坑是在硅基板12表面形成的微小凹陷孔。由于第一水溶液中的各银离子由于相互电荷排斥力而不在第一水溶液中聚集并且以高分散性存在，因此银可以均匀地分散和析出在硅基板12表面，并且析出的银的尺寸(粒径)的偏差也小。另外，通过第一水溶液中的氢氟酸去除硅基板12表面的硅的自然氧化膜，并促进银离子附着到硅基板12表面。附着工序是用于在硅基板12表面附着银(析出银)的工序，而该工序并不通过将银作为催化剂进行蚀刻来使硅基板12表面多孔化。因此，第一水溶液中不含有用于将银作为催化剂进行蚀刻的诸如过氧化氢(H2O2)的氧化剂。在该附着工序中，在通过蚀刻来使硅基板12表面多孔化之前，将硅基板12浸渍在含有银离子的第一水溶液中，并且将银附着到所述硅基板12表面。即，不同时进行将银附着到硅基板12表面和通过蚀刻的多孔化。因此，与同时进行将银附着到硅基板12表面和通过蚀刻的多孔化的常规方法相比，可以使银均匀地附着到硅基板12表面。为了通过纹理结构充分减少光的反射，第一水溶液中硝酸银的摩尔浓度(单位体积的第一水溶液中硝酸银的物质量)优选在9×10-5mol/L至1×10-3mol/L，更优选在1×10-4mol/L至8×10-4mol/L，特别优选在2×10-4mol/L至3×10-4mol/L的范围内。如上所述，通过调节第一水溶液中硝酸银的摩尔浓度，能够使纹理结构的凹部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池的制造方法，其为在硅基板表面形成微小凹凸的太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括以下工序：附着工序，将所述硅基板浸渍在第一水溶液中，以将银附着到所述硅基板表面上，其中所述第一水溶液含有氢氟酸和硝酸银，硝酸银的摩尔浓度为9×10‑5mol/L以上且1×10‑3mol/L以下的范围内；以及第一蚀刻工序，将经过所述附着工序的所述硅基板浸渍在含有氢氟酸和过氧化氢的第二水溶液中，通过所述银的催化反应对所述硅基板表面进行蚀刻。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.20 JP 2016-1220201.一种太阳能电池的制造方法，其为在硅基板表面形成微小凹凸的太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括以下工序：附着工序，将所述硅基板浸渍在第一水溶液中，以将银附着到所述硅基板表面上，其中所述第一水溶液含有氢氟酸和硝酸银，硝酸银的摩尔浓度为9×10-5mol/L以上且1×10-3mol/L以下的范围内；以及第一蚀刻工序，将经过所述附着工序的所述硅基板浸渍在含有氢氟酸和过氧化氢的第二水溶液中，通过所述银的催化反应对所述硅基板表面进行蚀刻。2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊谷晃，
申请(专利权)人：株式会社JET，
类型：发明
国别省市：日本,JP