本发明专利技术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，本发明专利技术通过调整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。
Preparation of a Dry Black Silicon Battery
【技术实现步骤摘要】
一种干法黑硅电池的制备方法
本专利技术属于电池片生产
，特别涉及一种干法黑硅电池的制备方法。
技术介绍
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(ReactiveIonEtching，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。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
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，本专利技术提供了一种干法黑硅电池的制备方法，本专利技术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：本专利技术采用RIE黑硅制绒工艺。相较传统干法黑硅电池工艺，本专利技术通过调整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本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。...
【技术特征摘要】
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...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈晓，
申请(专利权)人：江苏格林保尔光伏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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