一种N型单晶硅片的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种N型单晶硅片的制备方法，包括：选取N型单晶硅片，对硅片进行碱制绒，使得所述N型单晶硅片衬底的正背表面形成金字塔状的减反射绒面；在减反射绒面上进行二次制绒；对二次制绒面进行清洗；将硅片进行硼扩散，在硅片表面形成P型层；去除硅片边缘PN结；去除硅片正面硼硅玻璃；沉积硅片背面氧化铝钝化层；在硅片的正面和背面镀氮化硅反射膜；在硅片的正面和背面印刷银栅线；高温快速烧结。该制备方法能满足不同厚度硅片的需求。

A preparation method of n-type single crystal silicon wafer

【技术实现步骤摘要】
一种N型单晶硅片的制备方法
本专利技术涉及硅片的制备方法，具体是指一种N型单晶硅片的制备方法。
技术介绍
近几年领跑者、超跑者等项目对电池效率的要求越来越高，为了进一步提升单晶硅电池的市场占有率；单晶电池的效率提升迫在眉睫，其中提升太阳光的利用率，降低电池片反射率是提升电池片效率的关键因素之一。目前已有降低反射率的方法主要是单晶碱制绒形成金字塔绒面结构，本专利技术是在碱制绒金子塔绒面结构的基础上进一步优化绒面结构，降低硅片表面的反射率增加光的利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种N型单晶硅片的制备方法，能满足不同厚度硅片的需求。本专利技术的上述目的用如下技术方案来实现的：一种N型单晶硅片的制备方法，包括如下步骤：步骤一：选取N型单晶硅片，对硅片进行碱制绒，使得所述N型单晶硅片衬底的正背表面形成金字塔状的减反射绒面，减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在10％-18％之间；步骤二：在减反射绒面上进行二次制绒，二次制绒后减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在5％-9％之间；步骤三：对二次制绒面进行清洗，去除二次制绒引起的硅表面损伤层及杂质，对RIE形成的纳米绒面进行修复，纳米绒面的大小控制在300-600nm之间，清洗后减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在8％-16％之间；其中，步骤一至步骤三为N型单晶硅片的制绒工艺方法，采用化学制绒和物理制绒叠加，形成纳米绒面；步骤四：将硅片进行硼扩散，在硅片表面形成P型层；步骤五：去除硅片边缘PN结；步骤六：去除硅片正面硼硅玻璃；步骤七：沉积硅片背面氧化铝钝化层；步骤八：在硅片的正面和背面镀氮化硅反射膜；硅片正面反射率在全波段300-1200nm内的反射率范围为4％-9％；步骤九：在硅片的正面和背面印刷银栅线；步骤十、高温快速烧结：将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结。本专利技术中，所述步骤一中，碱制绒的制绒剂为体积比为2％-3％的KOH水溶液，温度为80-85℃，制绒时间为300-600s；或者碱制绒的制绒剂为体积比为2％-3％的KOH、体积比为0.5％-0.7％的制绒添加剂、其余为水的混合溶液。本专利技术中，所述步骤二中，在减反射绒面上采用RIE法(RIE即反应离子刻蚀)进行二次制绒。本专利技术中，所述步骤三中，采用BOE溶液对二次制绒面进行清洗，其中，BOE是氢氟酸与氟化铵两者物质的混合液，BOE中，氢氟酸与氟化铵在混合液中的体积比是1:6或1:3，BOE溶液中，BOE所占的体积比为18％，H2O2的体积比为32％，其余为水，清洗时间为1100-1500s。本专利技术中，所述步骤四中，将硅片置于800～1000℃的炉管中进行硼扩散，扩散时间为5min-50min。本专利技术中，所述步骤五中，采用等离子刻蚀、激光刻边或者化学腐蚀等方法去除硅片边缘PN结。本专利技术中，所述步骤七中，采用ALD法(ALD为原子层沉积)或者PECVD法(PECVD为等离子体增强化学汽相沉积)沉积硅片背面氧化铝钝化层；背面氧化铝钝化层的膜厚范围在4-12nm。本专利技术中，所述步骤八中，正面氮化硅反射膜的膜厚为75-90nm；背面氮化硅反射膜的膜厚为100-130nm。本专利技术中，所述步骤十三中，烧结温度为：750-800℃，烧结时间为29-31秒。与现有技术相比，本专利技术具有如下显著的有益效果：现阶段单晶硅片普遍采用碱制绒方式形成金字塔状的减反射绒面，绒面大小在2-5um，反射率(全波段300-1200nm)范围10％-18％，传统的单晶碱制绒技术进一步优化电池片反射率困难较大，降低反射率可以进一步提高电池片的短路电流，本专利技术新型绒面结构是在碱制绒金子塔绒面结构的基础上进行二次制绒进一步优化绒面结构，反射率在范围5％-9％之间，降低硅片表面的反射率增加光的利用率，进而提高电池片的短路电流。具体实施方式实施例一一种N型单晶硅片的制备方法，包括如下步骤：步骤一：选取N型单晶硅片，对硅片进行碱制绒，制绒剂为体积比为2％的KOH、体积比为0.5％的制绒添加剂、其余为水的混合溶液，制绒添加剂直接在市面上购买即可，温度为80℃，制绒时间为600s，使得所述N型单晶硅片衬底的正背表面形成金字塔状的减反射绒面，减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在10％-18％之间；步骤一中的制绒剂中也可以不添加制绒添加剂，此时，制绒剂直接采用体积比为2％-3％的KOH水溶液即可。步骤二：在减反射绒面上采用RIE法(RIE即反应离子刻蚀)进行二次制绒，二次制绒后减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在5％-9％之间；步骤三：采用BOE溶液，BOE即缓冲氧化物刻蚀液，是氢氟酸与氟化铵两者物质的混合液，氢氟酸与氟化铵在混合液中的体积比是1:6，对二次制绒面进行清洗，BOE溶液中，BOE所占的体积比为18％，H2O2的体积比为32％，其余为水，清洗时间为1100s，去除等离子体刻蚀引起的硅表面损伤层及杂质，对RIE形成的纳米绒面进行修复，纳米绒面的大小控制在300-600nm之间，清洗后减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在8％-16％之间；其中，步骤一至步骤三为N型单晶硅片的制绒工艺方法，采用化学制绒和物理制绒叠加，形成纳米绒面；步骤四：将硅片置于800℃的炉管中进行硼扩散，扩散时间为50min，在硅片表面形成P型层；步骤五：采用等离子刻蚀法去除硅片边缘PN结；步骤六：去除硅片正面硼硅玻璃；步骤七：采用ALD法(ALD为原子层沉积)沉积硅片背面氧化铝钝化层；背面氧化铝钝化层的膜厚为4nm；步骤八：在硅片的正面和背面镀氮化硅反射膜；正面氮化硅反射膜的膜厚为75nm，背面氮化硅反射膜的膜厚为100nm；硅片正面反射率在全波段300-1200nm内的反射率范围为4％-9％；步骤九：在硅片的正面和背面丝网印刷银栅线；步骤十、高温快速烧结：将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结，烧结温度为：750℃，烧结时间为29秒。实施例二一种N型单晶硅片的制备方法，包括如下步骤：步骤一：选取N型单晶硅片，对硅片进行碱制绒，制绒剂为体积比为2.5％的KOH水溶液，温度为82℃，制绒时间为450s，使得所述N型单晶硅片衬底的正背表面形成金字塔状的减反射绒面，减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在10％-18％之间；步骤一中的制绒剂也可以采用体积比为2％-3％的KOH、体积比为0.5％-0.7％的制绒添加剂、其余为水的混合溶液，制绒添加剂直接在市面上购买即可。步骤二：在减反射绒面上采用RIE法进行二次制绒，二次制绒后减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在5％-9％之间；步骤三：采用BOE溶液，BOE溶液中氢氟酸与氟化铵在混合液中的体积比是1:3，对二次制绒面进行清洗，B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种N型单晶硅片的制备方法，包括如下步骤：/n步骤一：选取N型单晶硅片，对硅片进行碱制绒，使得所述N型单晶硅片衬底的正背表面形成金字塔状的减反射绒面，减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在10％-18％之间；/n步骤二：在减反射绒面上进行二次制绒，二次制绒后减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在5％-9％之间；/n步骤三：对二次制绒面进行清洗，去除二次制绒引起的硅表面损伤层及杂质，对RIE形成的纳米绒面进行修复，纳米绒面的大小控制在300-600nm之间，清洗后减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在8％-16％之间；/n步骤四：将硅片进行硼扩散，在硅片表面形成P型层；/n步骤五：去除硅片边缘PN结；/n步骤六：去除硅片正面硼硅玻璃；/n步骤七：沉积硅片背面氧化铝钝化层；/n步骤八：在硅片的正面和背面镀氮化硅反射膜；硅片正面反射率在全波段300-1200nm内的反射率范围为4％-9％；/n步骤九：在硅片的正面和背面印刷银栅线；/n步骤十、高温快速烧结：将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结。/n

【技术特征摘要】
1.一种N型单晶硅片的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：选取N型单晶硅片，对硅片进行碱制绒，使得所述N型单晶硅片衬底的正背表面形成金字塔状的减反射绒面，减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在10％-18％之间；
步骤二：在减反射绒面上进行二次制绒，二次制绒后减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在5％-9％之间；
步骤三：对二次制绒面进行清洗，去除二次制绒引起的硅表面损伤层及杂质，对RIE形成的纳米绒面进行修复，纳米绒面的大小控制在300-600nm之间，清洗后减反射绒面在全波段300-1200nm内的反射率在8％-16％之间；
步骤四：将硅片进行硼扩散，在硅片表面形成P型层；
步骤五：去除硅片边缘PN结；
步骤六：去除硅片正面硼硅玻璃；
步骤七：沉积硅片背面氧化铝钝化层；
步骤八：在硅片的正面和背面镀氮化硅反射膜；硅片正面反射率在全波段300-1200nm内的反射率范围为4％-9％；
步骤九：在硅片的正面和背面印刷银栅线；
步骤十、高温快速烧结：将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结。


2.根据权利要求1所述的N型单晶硅片的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，碱制绒的制绒剂为体积比为2％-3％的KOH水溶液，温度为80-85℃，制绒时间为300-600s；或者碱制绒的制绒剂为体积比为2％-3％的KOH、体积比为0.5％-0.7％的制绒添加剂、其余为水的混合溶液。


3.根据权利要求1所述的N型单晶硅片的制备方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李吉，夏利鹏，赵朋松，顾生刚，杨二存，赵本定，刘海金，赵小平，
申请(专利权)人：天津爱旭太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12