【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容涉及表面处理方法，特别是用于形成太阳能电池的钝化接触(触点，contact)的表面处理方法。
技术介绍
1、光伏市场当前主要由基于晶圆(晶片，wafer)的晶体硅(si)太阳能电池主导。特别地，钝化的发射极(发射体，emitter)背电池(perc)技术提供了高效太阳能电池架构，该架构占目前制造的太阳能电池世界市场份额的大于60％。perc架构一般在太阳能电池的si晶圆的后侧(后面)提供小面积的金属接触，该金属接触有助于减少太阳能电池中的复合(recombination)损耗。
2、钝化接触的使用被誉为是对perc技术的改进，钝化接触在接触结构中纳入了同时抑制复合和促进电荷载流子选择性的薄膜。在si光伏工业中使用的用于钝化接触的许多候选者中，使用掺杂的多晶硅(多晶si)和超薄界面氧化物层形成的钝化接触在商业上是最成功的。
3、在典型的perc架构中，发射极通常通过使用液体掺杂剂源的水平管热扩散工艺形成。水平管热扩散工艺本质上是双侧工艺，其中si晶圆的前侧和后侧都将被掺杂。为在这种太阳能电池的后侧形成钝化接触，将必须蚀刻掉在后侧的经掺杂的si层。进一步地，为形成具有期望接触特性的钝化接触，不仅必须除去经掺杂的si层，而且必须实现期望的后表面形貌。更进一步地，现有的蚀刻和/或表面处理方法通常涉及两种或更多种高浓度化学物质的混合物。例如，这包括5-10重量％的氢氟酸(hf)和20-40重量％的硝酸(hno3)的混合物，或10-20重量％的氢氧化钾(koh)和5-10重量％的异丙醇(ipa)的混合物。这
4、因此，期望提供解决现有技术的问题和/或提供有用的替代方案的用于形成太阳能电池的钝化接触的表面处理方法。
5、此外，结合公开内容的附图和该
技术介绍
，其它期望的特征和特性将从随后的具体实施方式和所附权利要求中变得明晰。
技术实现思路
1、本申请的方面涉及用于形成太阳能电池的钝化接触的表面处理方法。
2、根据第一方面，提供用于形成太阳能电池的钝化接触的表面处理方法，所述太阳能电池包括具有纹理化表面的硅层，所述方法包括：(i)使用第一蚀刻剂蚀刻所述硅层的一部分以减少所述纹理化表面的表面突起并提供所述硅层的中间表面；和(ii)使用第二蚀刻剂蚀刻所述硅层的所述中间表面以形成所述硅层的具有用于形成太阳能电池的钝化接触的期望粗糙度的经处理的表面，所述第二蚀刻剂具有比所述第一蚀刻剂慢的在硅上的蚀刻速率。
3、因此，所描述的实施方式提供在形成太阳能电池的钝化接触之前处理或制备(准备)si层的表面的方法。特别地，所述方法包括第一蚀刻步骤(i)，该第一蚀刻步骤使用第一蚀刻剂蚀刻所述硅层的一部分以减少所述si层的纹理化表面的表面突起并提供中间表面；和第二蚀刻步骤(ii)，该第二蚀刻步骤使用第二蚀刻剂蚀刻所述中间表面以形成所述硅层的具有用于形成太阳能电池的钝化接触的期望粗糙度的经处理的表面，其中所述第二蚀刻剂具有比所述第一蚀刻剂慢的在硅上的蚀刻速率。因此，所述第一蚀刻步骤用于平滑硅层的表面粗糙度(例如，平滑硅层的si金字塔微观结构的尖端)，而较慢的第二蚀刻步骤用于提供控制所述硅层的经处理的表面的粗糙度的途径(handle)。特别地，在较慢的第二蚀刻步骤的情况下，蚀刻深度和/或粗糙度可根据第二蚀刻步骤的持续时间而增加或减少，而不会严重改变经处理表面的表面形貌。为实现提供良好太阳能电池效率的高品质钝化接触，在其上形成钝化接触的晶圆或层的表面形貌是关键的。特别地，虽然平面表面导致更好的开路电压(voc)，但纹理化的或粗糙的表面允许优异的接触形成。比第一蚀刻步骤慢的第二蚀刻步骤可更容易地且以更高精度控制，以实现用于在太阳能电池中形成高品质钝化接触的期望的粗糙度。
4、该方法可包括各向异性地蚀刻硅层以形成所述硅层的纹理化表面。
5、第二蚀刻剂可为单组分蚀刻用溶液。在这种情况下，在制备单组分蚀刻剂时不需要混合。因此，这减少了制备用于第二蚀刻步骤中的单组分蚀刻剂的时间和成本。具有单组分蚀刻剂还意味着在第二蚀刻剂内没有浓度梯度。这消除了对在蚀刻步骤期间的混合的需要，并且提供了更加均匀且受控的蚀刻过程。
6、第二蚀刻剂可包括次氯酸钠(naocl)。naocl一般比市售可得的蚀刻用溶液便宜，并且这转化成对制造成本的节省。naocl的无害性也意味着它在丢掉(处置，disposal)前需要最少的处理，从而进一步降低工艺成本和环境影响。
7、该方法的步骤(ii)可在30℃至85℃的温度下进行5分钟至15分钟的持续时间。在一些实施方式中，该方法的步骤(ii)可在65℃至85℃的温度下进行10分钟至15分钟的持续时间，或在70℃至80℃的温度下进行10分钟至15分钟的持续时间。
8、naocl的浓度可在10重量％至15重量％的范围内。
9、硅层的经处理的表面的期望粗糙度可在0.2μm至0.5μm的范围内。
10、在硅层具有后侧和布置成接收入射光的前侧的情况下，可将所述硅层在于所述硅层的前侧形成发射极的过程中在所述前侧和所述后侧两侧进行掺杂，该方法的步骤(i)可适于蚀刻掉所述硅层在后侧的掺杂层，以在所述硅层的后侧形成钝化接触。第一蚀刻步骤在现有蚀刻工艺步骤(用于在线湿式化学蚀刻工具(inline wet chemical etching tool)或分批湿式化学蚀刻工具(batch wet chemical etching tool))中的集成转化成对于制造这种太阳能电池的时间和成本节省。
11、所述工艺(方法)可包括使用硼掺杂剂源掺杂硅层，所述第一蚀刻剂可包括氢氟酸(hf)和硝酸(hno3)的混合物。
12、该方法可包括在掺杂所述硅层之后并且在所述方法的步骤(i)之前，在所述硅层的前侧沉积掩模层，以保护所述硅层的前侧的掺杂层。
13、第一蚀刻剂可包括氢氧化钾(koh)溶液、或氢氟酸(hf)和硝酸(hno3)的混合物。
14、第一蚀刻剂可包括koh溶液，其中koh的浓度可在2重量％至20重量％的范围内。在一些实施方式中，koh的浓度可在15重量％至20重量％的范围内。
15、在第一蚀刻剂包括koh溶液的情况下，该方法的步骤(i)可在30℃至85℃的温度下进行15秒至3分钟的持续时间。在一些实施方式中，该方法的步骤(ii)可在65℃至85℃的温度下进行30秒至2分钟的持续时间。在一些实施方式中，该方法的步骤(ii)可在60℃至80℃的温度下进行15秒至30秒的持续时间。
16、第一蚀刻剂可包括hf和hno3的混合物，hf的浓度可在2重量％至10重量％的范围内，并且hno3的浓度可在25重量％至45重量％的范围内。
17、在第一蚀刻剂包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于形成太阳能电池的钝化接触的表面处理方法，所述太阳能电池包括具有纹理化表面的硅层，所述方法包括：
2.权利要求1所述的方法，进一步包括各向异性地蚀刻所述硅层以形成所述硅层的纹理化表面。
3.权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第二蚀刻剂为单组分蚀刻用溶液。
4.权利要求3所述的方法，其中所述第二蚀刻剂包括次氯酸钠(NaOCl)。
5.权利要求4所述的方法，其中所述方法的步骤(ii)在30℃至85℃的温度下进行5分钟至15分钟的持续时间。
6.权利要求4或权利要求5所述的方法，其中所述NaOCl的浓度在10重量％至15重量％的范围内。
7.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述硅层的经处理的表面的期望粗糙度在0.2μm至0.5μm的范围内。
8.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述硅层具有后侧和被布置成接收入射光的前侧，将所述硅层在于所述硅层的前侧形成发射极的过程中，在所述前侧和所述后侧两侧进行掺杂，所述方法的步骤(i)适于蚀刻掉所述硅层在后侧的掺杂层，以在所述硅层的后侧形成钝化接触。
9.权利要求8所述的方法，其中所述方法包括使用硼掺杂剂源掺杂所述硅层，所述第一蚀刻剂包括氢氟酸(HF)和硝酸(HNO3)的混合物。
10.权利要求8或权利要求9所述的方法，进一步包括在掺杂所述硅层之后并且在所述方法的步骤(i)之前，在硅层的前侧沉积掩模层，以保护所述硅层的前侧的掺杂层。
11.权利要求1至7任一项所述的方法，其中所述第一蚀刻剂包括氢氧化钾(KOH)溶液、或氢氟酸(HF)和硝酸(HNO3)的混合物。
12.权利要求11所述的方法，其中所述第一蚀刻剂包括KOH溶液，KOH的浓度在2重量％至20重量％的范围内。
13.权利要求12所述的方法，其中所述方法的步骤(i)在30℃至85℃的温度下进行15秒至3分钟的持续时间。
14.权利要求11所述的方法，其中所述第一蚀刻剂包括HF和HNO3的混合物，HF的浓度在2重量％至10重量％的范围内，并且HNO3的浓度在25重量％至45重量％的范围内。
15.权利要求14所述的方法，其中所述方法的步骤(i)在18℃至30℃的温度下进行30秒至3分钟的持续时间。
16.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述方法使用分批湿式化学工具或在线湿式化学工具来进行。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于形成太阳能电池的钝化接触的表面处理方法，所述太阳能电池包括具有纹理化表面的硅层，所述方法包括：
2.权利要求1所述的方法，进一步包括各向异性地蚀刻所述硅层以形成所述硅层的纹理化表面。
3.权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第二蚀刻剂为单组分蚀刻用溶液。
4.权利要求3所述的方法，其中所述第二蚀刻剂包括次氯酸钠(naocl)。
5.权利要求4所述的方法，其中所述方法的步骤(ii)在30℃至85℃的温度下进行5分钟至15分钟的持续时间。
6.权利要求4或权利要求5所述的方法，其中所述naocl的浓度在10重量％至15重量％的范围内。
7.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述硅层的经处理的表面的期望粗糙度在0.2μm至0.5μm的范围内。
8.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述硅层具有后侧和被布置成接收入射光的前侧，将所述硅层在于所述硅层的前侧形成发射极的过程中，在所述前侧和所述后侧两侧进行掺杂，所述方法的步骤(i)适于蚀刻掉所述硅层在后侧的掺杂层，以在所述硅层的后侧形成钝化接触。
9.权利要求8所述的方法，其中所述方法包括使用...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·帕达姆纳思，S·杜塔古普塔，N·南帕利，
申请(专利权)人：新加坡国立大学，
类型：发明
国别省市：
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