一种硅片表面修饰结构及其修饰方法技术

本发明专利技术提供了一种新型的硅片表面修饰结构及其修饰方法。本发明专利技术方法通过对制绒后形成的绒面金字塔结构进行削顶处理，在不同腐蚀条件下形成金字台或倒金字塔结构，在正面降低反射率，在背面增加光在硅片中的光程，提升光的吸收，同时改善接触电阻。同时改善接触电阻。同时改善接触电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种硅片表面修饰结构及其修饰方法


[0001]本专利技术涉及光伏
，具体为一种硅片表面的修饰结构及其修饰方法。

技术介绍

[0002]在晶体硅太阳能电池制备工艺中，硅表面的形貌对电池的性能起至关重要的作用：其一，表面形貌影响太阳光的吸收，反射率越低，吸收越多，电池的电流越高；其二，表面形貌影响表面钝化，通常抛光的表面钝化好，绒面钝化差，钝化越好，电池的电压越高；其三，表面形貌影响电极的接触电阻，接触越好，电池的填充因子越高。目前晶硅电池大规模产业化生产中，例如PERC电池和TOPCon电池，电池正面采用金字塔绒面，背面采用抛光平面，表面结构比较单一，无法兼顾多种特性使电池性能达到最优。在现有的方案中，电池正面采用碱+添加剂，各向异性腐蚀形成金字塔绒面。电池背面采用碱+添加剂各向同性腐蚀，形成抛光平面。通过现有技术方案制备的光伏电池，正面金字塔绒面反射率10~12%，这种结构反射率偏高，背面抛光，虽然钝化效果好，但是接触电阻差，光程短，光的吸收少。本专利技术提出一种表面修饰的方法，可以优化正面和背面形貌，提升电池性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种新型的硅片表面修饰结构及其修饰方法，以便优化正面和背面形貌，提升电池性能。本专利技术方法通过对制绒后形成的绒面金字塔结构进行削顶处理，在不同腐蚀条件下形成金字台或倒金字塔结构，在正面降低反射率，在背面增加光在硅片中的光程，提升光的吸收，同时改善接触电阻。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：在第一方面，本专利技术提供一种硅片表面修饰结构，所述结构是在对硅片表面进行制绒处理后形成的金字塔绒面结构的基础上，对金字塔形结构削顶而形成。
[0005]在一个实施方案中，所述的硅片表面修饰结构是金字台形结构。
[0006]在另一个实施方案中，所述的硅片表面修饰结构是对金字塔形结构削顶后进一步中心下蚀后形成的包含倒金字塔形空间的结构。
[0007]在第二方面，本专利技术还公开了一种硅片表面修饰方法，包括如下步骤：S1、对硅片进行制绒处理，形成金字塔绒面；S2、在制绒后的硅片表面涂覆一层耐碱性腐蚀的保护膜，其中所述保护膜仅形成于金字塔结构的底部，露出金字塔结构的顶部；S3、在碱和添加剂存在下腐蚀金字塔结构的顶部；S4、酸清洗保护膜，形成修饰后的表面。
[0008]优选地，在步骤S2中，保护膜的涂覆方式为控制膜用量下的流体涂覆，通过控制好用量和条件，使得保护膜仅覆盖金字塔结构的底部，而露出金字塔结构的顶部。
[0009]优选地，在步骤S2中，所述保护膜为二氧化硅。
[0010]优选地，在步骤S3中，在碱和第一添加剂存在下在第一条件下进行腐蚀，所述腐蚀
为各向同性腐蚀，形成的结构为金字台。更优选，所述碱为NaOH，第一添加剂为碱抛添加剂，第一条件为溶液温度60~70℃，反应时间3~5min。
[0011]优选地，在步骤S3中，在碱和第二添加剂存在下在第二条件下进行腐蚀，所述腐蚀为各向异性腐蚀，形成的结构为倒金字塔结构。更优选，所述碱为NaOH，第二添加剂为制绒添加剂，第二条件为溶液温度70~80℃，反应时间5~10min。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过本专利技术方法，在正面削去金字塔顶部并进一步向下腐蚀形成倒金字塔绒面，降低反射率；在背面去掉金字塔顶部形成金字台形貌，增加光在硅片中的光程，提升光的吸收，同时改善接触电阻。
附图说明
[0013]图1是本专利技术硅片修饰方法的流程示意图。
[0014]在图中：1、金字塔；2、保护膜；3、金字台；4、倒金字塔。
具体实施方式
[0015]本专利技术的目的是提供一种硅片表面的修饰方法，从而优化硅片表面形貌，提升电池性能。
[0016]在本专利技术的方法的例示性实施例中，具体方案如下所示：1、制绒：单晶硅片在制绒用碱+添加剂溶液中进行各向异性腐蚀，表面形成金字塔绒面；2、形成保护膜：采用流体涂覆的方式，例如溶液旋涂、滚涂、喷涂，控制涂覆的重量，利用流体的重力和铺展性，仅在金字塔底生成一层保护膜，此膜在以下所要进行的腐蚀程序中的所用条件下耐化学腐蚀；3、形貌修饰：选择碱+添加剂对第一步中形成的金字塔绒面结构进行进一步修饰，其中选择修饰程序中所用试剂的种类及条件，形成不同进一步修饰结构，具体为在第一试剂和第一条件存在下，碱的体积比为2~3%，碱抛添加剂体积比为0.2~0.5%，溶液温度60~70℃，反应时间3~5min，对硅片进行各向同性腐蚀，金字塔顶被腐蚀成平面形成金字台，或者选择在第二试剂和第二条件存在下，碱的体积比为1~2%，制绒添加剂体积比为0.5~1%，溶液温度70~80℃，反应时间5~10min，对硅片进行各向异性腐蚀，金字塔顶被腐蚀成倒金字塔结构；4、清洗：酸清洗去掉保护膜，形成修饰后的表面。
[0017]在本专利技术的方法中，保护膜仅在金字塔底生成而非均匀覆盖。理论上，可以采用各种可能的成膜方式，在本专利技术的优选实施例中，本专利技术利用流体的重力和铺展性，采用流体涂覆的方式，例如溶液旋涂、滚涂、喷涂，控制涂覆的重量，可以做到仅在金字塔底生成保护膜，而塔尖没有。通过在控制膜用量下的流体涂覆，在均匀金字塔的表面，流体沉积在金字塔表面形貌的底部，露出顶部，烘干后形成仅覆盖底部而露出顶部的保护膜。在本专利技术中，通过在制绒后的硅片表面应用这种涂覆方式，使得保护膜仅在金字塔底部形成，而露出金字塔尖。
[0018]所用保护膜材料对于后续修饰程序所用条件具有耐化学性。在通常的硅片修饰程
序中一般采用碱+添加剂的方式对硅片实施腐蚀修饰，并采用酸洗进行硅片表面的清洗，因此在优选的实施例中，所用保护膜可以耐碱腐蚀，同时可以被酸去除，例如氧化硅保护膜。
[0019]通过本专利技术的方法，可以在硅片表面形成两种进一步修饰所得的表面形貌，第一种为金字台，第二种为金字塔顶带有倒金字塔。金字台结构形貌可以用于硅片背面，用于增加光程，提高吸收率，并同时改善接触电阻。倒金字塔结构可以用于硅片正面，进一步完善光阱结构，降低反射率，提高光的吸收率。
[0020]硅片表面形貌的修饰采用碱+添加剂的方式，通过采用不同的添加剂和相应的反应条件来实现硅片表面的各向同性或各向异性腐蚀。在光伏用硅片的表面处理中会用到各向同性和各向异性腐蚀，即在制绒中通过碱+制绒添加剂实现各向异性腐蚀，在碱抛中通过碱+碱抛添加剂实现各向同性腐蚀。本专利技术方法在生成局部保护膜后采用碱抛添加剂作为第一添加剂实现各向同性腐蚀，获得金字台结构，或者在生成局部保护膜后采用制绒添加剂作为第二添加剂实现各向异性腐蚀，获得倒金字塔结构。制绒添加剂和碱抛添加剂以及其相应的使用和反应条件已为业内所熟知，本专利技术中将不再详述。
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅片表面修饰结构，其特征在于，所述结构是在对硅片表面进行制绒处理后形成的金字塔绒面结构的基础上，对金字塔形结构削顶而形成。2.如权利要求1所述的硅片表面修饰结构，其特征在于，所述的硅片表面修饰结构是金字台形结构。3.如权利要求1所述的硅片表面修饰结构，其特征在于，所述的硅片表面修饰结构是对金字塔形结构削顶后进一步中心下蚀后形成的包含倒金字塔形空间的结构。4.一种硅片表面修饰方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、对硅片进行制绒处理，形成金字塔绒面；S2、在制绒后的硅片表面涂覆一层耐碱性腐蚀的保护膜，其中所述保护膜仅形成于金字塔结构的底部，露出金字塔结构的顶部；S3、在碱和添加剂存在下腐蚀金字塔结构的顶部；S4、酸清洗保护膜，形成修饰后的表面。5.如权利要求4所述的硅片表面修饰方法，其特征在于，在步骤S2中，保护膜的涂覆方...

【专利技术属性】
技术研发人员：任常瑞，董建文，符黎明，
申请(专利权)人：常州时创能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：