多晶硅太阳电池表面化学织构工艺概述

  本文关键词：多晶硅太阳电池表面化学织构工艺，由笔耕文化传播整理发布。

第23卷 第6期

2002年12月

太 阳 能 学 报

ACTAENERGIAESOLARISSINICA

Vol123,No16

Dec.,2002

文章编号:0254-0096(2002)06-0759-04

多晶硅太阳电池表面化学织构工艺

赵百川,孟凡英,崔容强

(上海交通大学物理系太阳能研究所,上海200240)

摘 要:用化学腐蚀方法织构多晶硅片的表面,利用SEM分析了化学腐蚀后多晶硅片表面状态,通过反射谱的测试,分析了多晶硅片表面陷光效果。结果表明酸溶液腐蚀的硅片表面相对平整,有均匀的腐蚀坑,反射率很小。在没有任何减反射膜的情况下,在500~1000nm波长范围内,反射率在16%以下,有较好的表面陷光效果。而用碱溶液和双织构腐蚀方法得到的多晶硅表面陷光作用都不很理想,反射率高于酸溶液腐蚀硅片,腐蚀后的硅片表面状态也不利于扩散和丝网印刷工艺。关键词:表面织构;化学腐蚀;多晶硅;太阳电池中图分类号:TM91414 文献标识码:A

0 引 言

提高多晶硅太阳电池转换效率的一个重要任务是减小硅片表面的光损失。由于多晶硅含有大量晶粒和晶界,且晶粒晶向各不相同,绒面制作较困难。工业上,多晶硅太阳电池缺少有效的表面织构,因此不能产生有效的光吸收。单晶硅太阳电池表面的(100)晶向上通过碱溶液的各向异性腐蚀可以形成随机分布的金字塔,增加了光的吸收[2]。对于多晶硅,只有极少部分小晶粒是(100)晶向,所以利用各向异性腐蚀方法进行表面积构产生的光吸收是非常有限的。为了能在多晶硅片上获得各向同性的表面织构,已经使用了很多技术,如:等离子体刻蚀(RIE),机械结构,化学腐蚀等。由于RIE成本较高,在大规模工业化生产中,化学腐蚀是比较理想的表面织构方法。为了降低成本,利用实现多晶硅太阳电池的产业化,我们研究了化学腐蚀方法织构多晶硅片表面,通过改变化学溶液中各成份配比,优化腐蚀液,制作具有理想陷光作用的多晶硅绒面。

[3)6][1]

貌各不相同,因此对光的吸收和反射有不同的效果,为了使多晶硅太阳电池的表面反射减小,陷光效果增加,我们按下面的实验方案进行了研究:

1)碱溶液腐蚀;2)酸溶液腐蚀;

3)双织构)))先用酸溶液腐蚀再用碱溶液腐蚀。112 实验过程

根据前面的实验方案,我们的实验结果如表1和表2。

表1 碱溶液腐蚀多晶硅片

Table1 PolysiliconwaferetchedbyalkalisolutionNaOH溶液的浓度25%

初始厚度334Lm

腐蚀后的厚度305Lm

腐蚀时间10min

腐蚀速率219Lm/min

表2 酸溶液腐蚀多晶硅片

Table2 PolysiliconwaferetchedbyacidsolutionHNO3BHFB初始厚度腐蚀后厚度腐蚀时间腐蚀速率CH3COOH

/Lm/Lm/min/Lm#min-1(体积比)10B1B1

7B1B15B1B13B1B11B2B01B3B01B5B01B7B01B12B01B15B0

310310340305350340335340334338

285294310283-230250310310320

301310610-0150110115115210

0183112331003167-2208510201016109100

1 实 验

实验过程中,我们采用台湾茂迪公司生产的掺B的P型多晶硅片,硅片面积为5@5cm,电阻率0.5~1158#cm。111 实验方案

由于多晶硅由许多晶粒组成,晶粒的方向各不相同,利用不同的化学腐蚀液得到的多晶硅表面形

收稿日期:2001-11-05

2

注:)))表面反应速度极快,硅片被溶解;0)))未用醋酸。

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