亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

用于太陽能電池發(fā)射體的濕化學(xué)反向蝕刻的方法與流程

文檔序號:11638358閱讀:462來源:國知局
用于太陽能電池發(fā)射體的濕化學(xué)反向蝕刻的方法本發(fā)明涉及一種用于在蝕刻溶液中將高度摻雜的硅層進(jìn)行濕化學(xué)反向蝕刻(Rueckkaetzen)的方法,其中所述硅層具有的摻雜劑濃度為>1018原子/cm3,特別是>1019原子/cm3,和所述高度摻雜的硅層是晶體太陽能電池發(fā)射體的表面區(qū)域。在用于晶體太陽能電池的制造順序中按照標(biāo)準(zhǔn)使用多種化學(xué)蝕刻和清潔方法。為了消除切割損壞和使表面織構(gòu),使用含有機(jī)添加劑的堿性溶液用于單晶晶片。在此方法中,必須從晶片表面侵蝕掉幾個(gè)微米,以便除去損壞的層和蝕刻尺寸為2-10微米的金字塔形。常規(guī)的加工時(shí)間范圍為10-30分鐘,溫度范圍為80-95℃。通過織構(gòu)化導(dǎo)致表面反射性強(qiáng)烈降低和有效地利用入射光用于產(chǎn)生電流。形成單晶晶片的金字塔特征是因?yàn)閴A性溶液的蝕刻速率強(qiáng)烈地取決于基材的晶體取向;即硅通常被堿性溶液各向異性地蝕刻。因此對于多晶晶片必須使用各向同性的蝕刻溶液。蝕刻速率不依賴于晶體取向,整個(gè)晶片表面均勻地織構(gòu)化。在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐中使用由氫氟酸和硝酸組成的溶液用于此目的。為了除去切割損壞和產(chǎn)生織構(gòu),在此情況下所述織構(gòu)具有圓形縱向的凹陷的形式,需要侵蝕3-10微米厚度的硅層。常規(guī)的加工時(shí)間范圍為60-180秒,溫度范圍為5-20℃。氫氟酸和硝酸構(gòu)成織構(gòu)溶液的基礎(chǔ)。在蝕刻機(jī)理的簡化模型中,假設(shè)硝酸將硅氧化成SiO2,SiO2接著通過氫氟酸溶解。蝕刻操作通過兩個(gè)部分反應(yīng)進(jìn)行描述:部分反應(yīng)1:3Si+4HNO3→3SiO2+4NO+2H2O部分反應(yīng)2:SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O。HF/HNO3蝕刻溶液的蝕刻機(jī)理是許多研究的主題和以相當(dāng)復(fù)雜的方式經(jīng)過中間體進(jìn)行,所述中間體含有+III氧化態(tài)的氮類。氮氧化物、六氟硅酸和水作為反應(yīng)產(chǎn)物形成。根據(jù)其濃度,HF-HNO3蝕刻溶液可以用于織構(gòu)或拋光作用;即晶片表面平坦化。拋光方法在一側(cè)施用到太陽能電池的背面一側(cè),即朝向遠(yuǎn)離太陽的一側(cè),和特別有利地用于已進(jìn)行背面一側(cè)鈍化的電池結(jié)構(gòu)。HF/HNO3拋光蝕刻溶液是非常高度濃縮的(例如8重量%HF和50重量%HNO3)。如果此溶液也用于除去切割損壞,則反應(yīng)將會以不可控制的劇烈方式進(jìn)行。HF/HNO3織構(gòu)混合物具有較小的濃度(例如5重量%HF和35重量%HNO3);在已經(jīng)被晶片切割損壞的表面上的蝕刻速率非常高和隨著切割損壞變小連續(xù)降低。拋光的硅表面根本難以被HF/HNO3織構(gòu)混合物侵蝕。溶液的蝕刻作用大大受控于基材的結(jié)構(gòu)。除了硝酸和氫氟酸之外,織構(gòu)和拋光溶液可含有另外的組分如酸(非氧化性酸,如硫酸或磷酸)或有機(jī)添加劑。這些另外的組分本身沒有蝕刻作用;然而,蝕刻反應(yīng)在需要的方向上被改性。除了HF/HNO3蝕刻溶液之外,其它硅蝕刻溶液是已知的,其包括氫氟酸和亞硝酸鹽、鉻酸、溴酸鹽、高錳酸鹽或臭氧作為氧化組分。由于對環(huán)境的考慮,不再使用鉻酸。其它組分沒有發(fā)現(xiàn)廣泛的用途。用于來自半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的硅蝕刻的另一種方法是陽極氧化(Anodisieren),即通過向硅基材施加電壓實(shí)施電化學(xué)氧化。在此情況下,硅基材構(gòu)成正極。通常使用帶有乙醇的稀的氫氟酸作為電解液。電解質(zhì)溶液起到電荷傳輸?shù)淖饔?。在反?yīng)過程中在基材表面上形成多孔硅層。電化學(xué)方法的缺點(diǎn)是待蝕刻的基材必須與電源電接觸。這在薄硅片的情況下是困難和復(fù)雜的。陽極氧化法在DET69631233中應(yīng)用用于在絕緣體上制備單晶半導(dǎo)體(SOI結(jié)構(gòu))。在此情況下,多孔硅層最初通過陽極氧化制備。由HF、乙醇和水形成的溶液用作電解液。建議用濕化學(xué)蝕刻操作用于多孔硅層的選擇性除去,其中使用氫氟酸或至少醇或過氧化氫與氫氟酸的液體混合物、含醇的緩沖氫氟酸、或過氧化氫作為蝕刻溶液。文獻(xiàn)中強(qiáng)調(diào)的是使用的蝕刻溶液僅選擇性蝕刻多孔硅區(qū)域。沒有多孔化的正常區(qū)域未被蝕刻。在此情況下,蝕刻反應(yīng)按照與上述HF/HNO3蝕刻溶液的情況下完全不同的機(jī)理進(jìn)行和可能受使用的基材和通過陽極氧化形成的多孔硅的特性控制。選擇性除去多孔化的層的蝕刻溶液由稀的氫氟酸組成。任選地,可能使用稀的氫氟酸和醇的混合物或稀的氫氟酸和過氧化氫水的混合物。蝕刻溶液中不必要存在氧化組分。氫氟酸充當(dāng)蝕刻劑。用于制備SOI結(jié)構(gòu)的類似方法描述于USB6,180,497和USB6,375,738以及EPA0757377和EPA0926709中。用于太陽能電池的基材只用氫氟酸不能被蝕刻。通常在(冷的)堿性溶液中除去多孔硅,所述多孔硅是同樣在一定條件下通過HF/HNO3蝕刻溶液形成的。在此方法中,多孔硅幾乎也選擇性地被除去,因?yàn)閴A性溶液的蝕刻速率在室溫下對于“正常的”,即未多孔化的硅層非常緩慢。DEA19530944涉及硅的微加工。在此方法中,發(fā)生硅基材的選擇性蝕刻,產(chǎn)生三維結(jié)構(gòu)。為了能夠選擇性蝕刻,在基材表面上制備相反摻雜的區(qū)域,并因此在氧化性電解液存在下在p-和n-摻雜的區(qū)域之間產(chǎn)生內(nèi)部偏電壓(Vorspannung)。陽極p-摻雜的區(qū)域優(yōu)選被蝕刻。使用含氫氟酸和氧化劑的蝕刻溶液作為電解液。假設(shè)在陽極發(fā)生下面的反應(yīng),即:對于陽極區(qū)域溶解:部分反應(yīng)1:Si+2H2O2→SiO2+2H2O部分反應(yīng)2:SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O。硅是比水更強(qiáng)的還原劑,在此情況下被氧化成二氧化硅。同樣,水分子的氫離子被還原成分子氫。硅溶解通常需要的外部電源被內(nèi)部偏電壓所代替,所述內(nèi)部偏電壓由相反摻雜區(qū)之間的電荷交換產(chǎn)生。該方法具有一定的各向異性,即蝕刻速率對晶體取向的依賴性,但是雖然如此仍可以用于硅中相對復(fù)雜和不規(guī)則形式的微加工。USA2009/0280597中使用了基于含硝酸或硫酸或臭氧或過氧化氫的氫氟酸的溶液用于織構(gòu)化后的硅太陽能電池表面的平滑或清潔。在帶有基礎(chǔ)摻雜的基材上的制備順序開始時(shí)進(jìn)行織構(gòu)化。在晶體太陽能電池的制備順序過程中,在織構(gòu)化完成后,將硅片經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)清潔步驟以確保最大可能的清潔程度用于接著的擴(kuò)散以形成發(fā)射體。由稀鹽酸或稀氫氟酸形成的清潔溶液是廣泛應(yīng)用的。任選地,這些溶液也可以含有過氧化氫或臭氧。含過氧化氫的堿性溶液也是已知的。在此方法步驟中,晶片表面清除掉了來自前面方法的離子和可能的有機(jī)雜質(zhì)。沒有發(fā)生表面蝕刻。在晶體太陽能電池中,根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),發(fā)射體可以通過擴(kuò)散進(jìn)去與基礎(chǔ)摻雜相反類型的摻雜劑在一個(gè)或多個(gè)高溫步驟中制備。使用通常帶有硼作為基礎(chǔ)摻雜的低摻雜p-型硅(摻雜劑濃度在大約1016原子/cm3數(shù)量級)作為原材料。發(fā)射體的最上層是高度摻雜的,即摻雜劑的濃度通常大于1018原子/cm3,特別是大于1019原子/cm3。磷被廣泛用作摻雜劑。摻雜劑通過擴(kuò)散僅被壓進(jìn)入薄的表面層。對于100-200微米的晶片總厚度來說發(fā)射體通常只有200-1000nm厚。發(fā)射體深度和特別是摻雜劑表面濃度對太陽能電池的效率是重要的。前面一側(cè)的金屬接觸點(diǎn)(metalcontacts)主要在絲網(wǎng)印刷方法中通過厚膜銀糊料接著燒結(jié)而制備。一方面,高的磷表面濃度有利于在銀糊料和發(fā)射體之間形成低歐姆的接觸點(diǎn),另一方面,相應(yīng)的高的摻雜劑表面濃度引起更強(qiáng)烈的電荷載體的重組,并因此在太陽能電池中引起減小的短路電流(減小的藍(lán)光敏感性)。非常確切地調(diào)整摻雜劑的表面濃度對于通過銀糊料制備金屬接觸點(diǎn)是必要和有利的。取5-1020原子/cm3作為參考值。對于更新的金屬噴鍍(Metallisierung)技術(shù),例如用鎳接著電解沉積銀或銅的直接金屬噴鍍,對于接觸點(diǎn)形成不要求非常高的摻雜劑濃度。這些技術(shù)使得摻雜劑的表面濃度能夠被降低到大約1-1019原子/cm3的范圍。摻雜劑的表面濃度會部分受摻雜劑選擇、摻雜劑引入和擴(kuò)散方法的持續(xù)時(shí)間和溫度分布的影響。通過化學(xué)氧化或熱氧化或通過物理或化學(xué)蝕刻方法可以實(shí)現(xiàn)表面濃度的進(jìn)一步降低。通過選擇性發(fā)射體的開發(fā)提供了避免摻雜劑的高表面濃度這一缺點(diǎn)的備選的可能方案。這樣,可由WOA2009/013307獲知通過由常規(guī)方法擴(kuò)散的發(fā)射體在金屬接觸點(diǎn)之間的區(qū)域反向蝕刻制備選擇性發(fā)射體。金屬接觸點(diǎn)下面的區(qū)域(使用銀糊料的標(biāo)準(zhǔn)絲網(wǎng)印刷方法)通過預(yù)先引入的蝕刻阻擋層受到保護(hù)。為了反向蝕刻,在第一步中,使用由硝酸和氫氟酸組成的溶液用于多孔硅層的受控制備。蝕刻進(jìn)展很容易識別,因?yàn)槎嗫坠韪鶕?jù)層厚度顯示各種顏色。在第二步中,使多孔硅經(jīng)受濕化學(xué)氧化。表明作為氧化劑的是HNO3和H2SO4。隨后在稀HF中除去SiO2。在蝕刻步驟中用于簡單除去多孔硅的另一標(biāo)準(zhǔn)使用的方法是在堿性溶液,例如稀NaOH、稀KOH或四甲基氫氧化銨中處理。發(fā)射體層電阻是容易獲得的參數(shù),它使得可以得出關(guān)于在已知發(fā)射體深度下?lián)诫s劑表面濃度的結(jié)論。擴(kuò)散后立刻的發(fā)射體層電阻為50-70ohm/sq。擴(kuò)散后,在稀的氫氟酸中除去在晶片表面上形成的玻璃。使用發(fā)射體蝕刻溶液可以使層的電阻增加幾個(gè)ohm,例如增加1-15ohm/sq。被侵蝕的發(fā)射體層為1-5nm。在與絲網(wǎng)印刷銀糊料接觸的情況下,發(fā)射體反向蝕刻的最佳值由盡可能低的、但是依然足以形成好的接觸的摻雜劑表面濃度限定。發(fā)射體蝕刻方法必定是非常精確地可控制的,以便實(shí)現(xiàn)好的電池效率。主要使用含過氧化氫和任選地其它組分如有機(jī)添加劑、配合形成劑和穩(wěn)定劑的堿性溶液作為發(fā)射體蝕刻溶液?;谒募谆鶜溲趸@、乙酸、氟化物和其它組分的酸性溶液也是已知的(WO2010/081661A3)。為了制備選擇性發(fā)射體,在金屬接觸點(diǎn)之間的區(qū)域?qū)拥碾娮柙黾拥酱蠹s100ohm/sq以便利用低的表面濃度的優(yōu)點(diǎn)。被侵蝕的發(fā)射體層在大約100nm數(shù)量級。這種強(qiáng)的反向蝕刻通過所述的發(fā)射體蝕刻溶液不能經(jīng)濟(jì)地完成。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),使用由氫氟酸和硝酸形成的溶液用于發(fā)射體的強(qiáng)反向蝕刻,即例如用于將層的電阻增加30-60ohm/sq。此溶液濃度必須確切地調(diào)整使得只蝕刻掉所要求的發(fā)射體層。如上所述,由氫氟酸和硝酸形成的溶液也作為織構(gòu)化和拋光蝕刻溶液使用。在這些方法過程中,幾微米的硅被侵蝕,而相反發(fā)射體是僅僅200-1000nm深。用于發(fā)射體反向蝕刻的HF/HNO3溶液只有較低的濃度。通過蝕刻反應(yīng)導(dǎo)致形成多孔硅,該多孔硅然后可以通過堿性溶液除去。用于發(fā)射體反向蝕刻的HF/HNO3溶液的缺點(diǎn)是通過方法技術(shù)難以控制均勻的多孔Si層的形成,使得由于不均勻的反向蝕刻的原因在晶片表面上產(chǎn)生發(fā)射體層電阻值的強(qiáng)發(fā)散。本發(fā)明所基于的問題是提供一種用于將太陽能電池發(fā)射體表面區(qū)域形式的高度摻雜的硅層濕化學(xué)蝕刻的方法,其中避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),特別是現(xiàn)有技術(shù)中使用的HF/HNO3溶液的那些缺點(diǎn)。同時(shí),應(yīng)當(dāng)提供進(jìn)行發(fā)射體均勻或各向同性地反向蝕刻的可能性,其中可以使用提供在生產(chǎn)線中不會負(fù)面影響制造方法的可能性的工藝時(shí)間。為了解決這一問題,本發(fā)明主要提供了使用含有至少一種選自過二硫酸鹽、過一硫酸鹽和過氧化氫的氧化劑的含HF溶液作為蝕刻溶液。根據(jù)本發(fā)明使用其中主要的氧化劑選自過二硫酸鹽、過一硫酸鹽和過氧化氫的蝕刻溶液。與現(xiàn)有技術(shù)不同,作為氧化組分不是使用硝酸,而是使用在含有氫氟酸的混合物中影響蝕刻反應(yīng)的上述氧化劑。根據(jù)本發(fā)明的蝕刻溶液提供了在發(fā)射體表面進(jìn)行均勻的各向同性反向蝕刻的可能性。根據(jù)本發(fā)明的蝕刻溶液的另一優(yōu)點(diǎn)是在蝕刻反應(yīng)過程中沒有氮氧化物(“NOx氣體”)形成。本發(fā)明當(dāng)然也不排除蝕刻溶液含有最小程度的硝酸和/或其它氧化組分。然而,在此情況下涉及的不是主要的氧化劑。主要的是指根據(jù)本發(fā)明的氧化劑影響蝕刻反應(yīng)。下面的反應(yīng)式可以用于表達(dá)蝕刻反應(yīng):-含有過氧化氫的溶液,兩步正式反應(yīng)Si+2H2O2→SiO2+2H2OSiO2+6HF→H2SiF6+2H2O。-含有過氧化氫的溶液,假設(shè)實(shí)際的反應(yīng)過程Si+H2O2+6HF→H2SiF6+2H2O+H2作為反應(yīng)產(chǎn)物形成了六氟硅酸、氫氣(在蝕刻過程中觀察到了中速的氣體逸出)和水。-含有過二硫酸銨的溶液Si+(NH4)2S2O8+6HF→H2SiF6+(NH4)2SO4+H2SO4+H2該反應(yīng)對于過一硫酸鹽可以類似地表達(dá)。已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn),本發(fā)明使用的蝕刻溶液使得對于大于1018原子/cm3,特別是大于1019原子/cm3的摻雜來說均勻的蝕刻成為可能,其中隨著摻雜下降蝕刻速率下降。在帶有基礎(chǔ)摻雜,即摻雜劑濃度在1016原子/cm3數(shù)量級的基材的基材上沒有發(fā)生蝕刻反應(yīng),如根據(jù)一般已知的假設(shè),預(yù)期由HF/H2O2或HF/過二硫酸鹽或HF/過一硫酸鹽形成的溶液沒有侵蝕硅。當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的蝕刻溶液時(shí),相比對于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用的堿性發(fā)射體蝕刻溶液來說,發(fā)生顯著的更強(qiáng)烈反向蝕刻。用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐中使用的堿性發(fā)射體蝕刻溶液處理時(shí)僅大約5nm的發(fā)射體層厚度被蝕刻掉。由此實(shí)現(xiàn)的發(fā)射體層電阻上升大約5ohm/sq數(shù)量級。根據(jù)本發(fā)明的酸性蝕刻溶液使得能夠均勻地,即在表面上均勻和各向同性地蝕刻掉直至大于100nm厚度的發(fā)射體層。在晶片表面電阻值的低發(fā)散情況下,發(fā)射體層的電阻可以升高50ohm/sq和更高。如果根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)發(fā)射體被強(qiáng)烈地反向蝕刻,則使用基于硝酸和氫氟酸的蝕刻溶液。此溶液的缺點(diǎn)在于技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)在表面上均勻蝕刻。在蝕刻過程中形成氮氧化物。這些缺點(diǎn)通過本發(fā)明的教導(dǎo)得以避免。根據(jù)本發(fā)明通過使用含有選自過二硫酸鹽、過一硫酸鹽和過氧化氫的氧化劑的含HF溶液用于高度摻雜的硅基發(fā)射體層,即帶有側(cè)向均勻摻雜的層濕化學(xué)蝕刻的方法,使得特別是磷摻雜的發(fā)射體均勻的反向蝕刻成為可能,優(yōu)選用于制備選擇性發(fā)射體。同時(shí),在晶片表面形成多孔硅。在此情況下蝕刻進(jìn)展通過多孔硅的顏色可以識別。根據(jù)使用的溶液濃度和接觸時(shí)間,發(fā)生相互有偏差的反向蝕刻。例如,如果磷摻雜的晶片一側(cè)用不同濃度的HF、H2SiF6和過二硫酸銨進(jìn)行蝕刻,則反向蝕刻的層厚度和因此的多孔硅厚度隨著濃度變化而增加。溶液的反應(yīng)速率或蝕刻速率強(qiáng)烈地取決于表面上的摻雜劑濃度。其中摻雜劑表面濃度大于1019原子/cm3的高度摻雜的區(qū)域被迅速蝕刻。通過降低摻雜劑的表面濃度,蝕刻速率變低并且在其中摻雜劑表面濃度為大約1016原子/cm3數(shù)量級的低摻雜區(qū)域幾乎降至0。測量顯示發(fā)生了高度摻雜的發(fā)射體表面層的均勻侵蝕。為此目的,進(jìn)行層電阻測量。在p-型硅片用磷摻雜后,得到層的電阻為17.5ohm/sq,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.6,最小值為16.5ohm/sq和最大值為18.3ohm/sq。在根據(jù)本發(fā)明的蝕刻之后,即在高度摻雜的硅層反向蝕刻之后,得到層的電阻為71.2ohm/sq,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.4,最小值為68ohm/sq和最大值為76ohm/sq。可以看出,發(fā)射體層電阻的發(fā)散相對較小。在用含氧化劑的含HF溶液反向蝕刻的過程中,形成多孔硅層,該多孔硅層可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用堿性溶液除去。用由現(xiàn)有技術(shù)已知的混合酸,即用稀硝酸和氫氟酸用于發(fā)射體層反向蝕刻的對比試驗(yàn)顯示難以實(shí)現(xiàn)均勻的反向蝕刻。測試在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行。。開始,在擴(kuò)散后再次測量層的電阻。得到的值為20.4ohm/sq,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.0ohm/sq,最小值為18ohm/sq和最大值為25ohm/sq。然后用上述混合酸進(jìn)行反向蝕刻。得到層的電阻為67.9ohm/sq,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為11.1,最小值為48ohm/sq和最大值為91ohm/sq。發(fā)射體層電阻顯示出高的發(fā)散性。因此很顯然當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的蝕刻溶液時(shí)實(shí)現(xiàn)了發(fā)射體的均勻反向蝕刻。根據(jù)本發(fā)明的水性蝕刻溶液優(yōu)選具有下面的組成:-HF1-15重量%,優(yōu)選1.5-5重量%,-過二硫酸銨1-50重量%,優(yōu)選20-30重量%。另外,根據(jù)本發(fā)明的蝕刻溶液可優(yōu)選地含有至少一種選自下面的組分:-硫酸、磷酸、六氟硅酸、鹽酸、過二硫酸鈉、過二硫酸鉀、過一硫酸鉀、過氧化氫、配合形成劑和表面活性劑,其中另外組分的含量為0.1-50重量%,優(yōu)選1-5重量%。作為替代,優(yōu)選的蝕刻溶液具有如下組成:-HF:1-15重量%,優(yōu)選1.5-5重量%,-過氧化氫:0.1-30重量%,優(yōu)選5-10重量%,以及-優(yōu)選地至少一種選自如下的組分:硫酸、磷酸、六氟硅酸、鹽酸、過二硫酸鈉、過二硫酸鉀、過一硫酸鉀、過二硫酸銨、配合形成劑和表面活性劑,其中另外組分的含量為0.1-50重量%,優(yōu)選1-5重量%。根據(jù)本發(fā)明的蝕刻溶液引起高度摻雜區(qū)域被均勻地反向蝕刻,使得前面產(chǎn)生的表面結(jié)構(gòu)(織構(gòu))得以保持。蝕刻溶液的表面蝕變作用,如拋光或平坦化作用將對太陽能電池具有不利影響。發(fā)射體一側(cè)的反射將比較高,因此電池效率差。蝕刻掉凹陷或表面上不均勻的反向蝕刻將損害發(fā)射體和導(dǎo)致短路。發(fā)射體表面的形貌不可以通過反向蝕刻被基本上改變。根據(jù)本發(fā)明的蝕刻速率取決于摻雜的濃度。在反向蝕刻開始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行最快,這通過形成的多孔硅層的顏色快速變化可識別。在擴(kuò)散之后,特別是在連續(xù)磷擴(kuò)散之后立即的摻雜劑的濃度通常高于1021原子/cm3。隨著反向蝕刻進(jìn)展和因此表面上摻雜劑濃度的降低,蝕刻速率降低。發(fā)射體反向蝕刻的強(qiáng)度,即發(fā)射體層電阻的變化,也取決于蝕刻溶液的組成和對于給定的濃度來說,取決于組分的濃度和接觸時(shí)間。對于大約15-60秒的非常短的接觸時(shí)間,發(fā)射體層電阻僅僅升高幾個(gè)ohm/sq,例如5ohm/sq。如果提到優(yōu)選磷作為摻雜劑,如上面已經(jīng)討論的那樣,根據(jù)本發(fā)明的蝕刻溶液也適合用于高度摻雜的硅層,所述硅層含有至少一種選自磷、砷、硼、鋁和鎵的元素作為摻雜劑。另外要注意的是根據(jù)本發(fā)明的蝕刻溶液不僅可以用于在整個(gè)表面上的反向蝕刻,而且可以用于表面區(qū)域的反向蝕刻,特別是發(fā)射體區(qū)域,例如用于制備選擇性發(fā)射體。與此無關(guān),太陽能電池發(fā)射體表面區(qū)域均勻的反向蝕刻確保了表面形貌得以保留。本發(fā)明特征還在于使用前述蝕刻溶液之一用于發(fā)射體的反向蝕刻,其中在發(fā)射體層反向蝕刻之后通過鎳/銀或鎳/銅層的化學(xué)沉積或電解沉積或通過物理蒸氣沉積法上在晶體太陽能電池表面至少選擇性地施加金屬層。使用蒸氣沉積法時(shí),特別是施加鈦/鈀/銀層。本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域是由硅制成的太陽能電池的制造。因此,本發(fā)明特征還在于一種太陽能電池,其發(fā)射體通過使用上述措施進(jìn)行反向蝕刻。下面將基于實(shí)施例詳細(xì)討論根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo),由所述實(shí)施例產(chǎn)生進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和特征。實(shí)施例1在磷(摻雜劑的濃度大于1019原子/cm3)擴(kuò)散到p-型硅片中之后,其中硼作為基礎(chǔ)摻雜,硼濃度為大約1016原子/cm3,將晶片在具有下面組成的水性蝕刻溶液中進(jìn)行處理:-氫氟酸,5重量%-過二硫酸鈉,5重量%接觸時(shí)間在室溫下為8分鐘。將晶片在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備上水平蝕刻。晶片在擴(kuò)散后不進(jìn)行預(yù)處理直接使用;即:在與實(shí)際的發(fā)射體反向蝕刻一起的蝕刻步驟中除去磷硅酸鹽玻璃。形成的多孔硅層為棕紫色和是均勻著色的。擴(kuò)散后測量層的電阻得到45.5ohm/sq的平均值,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3。蝕刻步驟之后,層的電阻為94.0ohm/sq,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.2。蝕刻步驟之后在多孔硅層上測量層的電阻。實(shí)施例2將根據(jù)實(shí)施例1的晶片在具有下面組成的水性蝕刻溶液中進(jìn)行處理:-氫氟酸,10重量%-硫酸,10重量%-過氧化氫,10重量%接觸時(shí)間在室溫下為3分鐘。將晶片在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備上水平蝕刻。在相同的蝕刻步驟中除去磷硅酸鹽玻璃。晶片表面在蝕刻步驟之后為淡棕色。擴(kuò)散后測量層的電阻得到48.9ohm/sq的平均值,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.8。蝕刻步驟之后,層的電阻為65.5ohm/sq,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.0。蝕刻步驟之后在多孔硅層上測量層的電阻。實(shí)施例3將根據(jù)實(shí)施例1的晶片在具有下面組成的水性蝕刻溶液中進(jìn)行處理:-氫氟酸,2重量%-六氟硅酸,2重量%-過二硫酸銨,25重量%接觸時(shí)間在室溫下為10分鐘。將晶片在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備上水平蝕刻。在相同的蝕刻步驟中除去磷硅酸鹽玻璃。晶片表面在蝕刻步驟之后為金黃色。上面僅僅有些地方存在較弱的磷摻雜的底側(cè),大部分未變化。只有在磷摻雜的地方才可見輕微的褪色。擴(kuò)散后測量層的電阻得到22.0ohm/sq的平均值,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.6。蝕刻步驟之后,層的電阻為84.6ohm/sq,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.1。蝕刻步驟之后在多孔硅層上測量層的電阻。實(shí)施例4將根據(jù)實(shí)施例1的晶片在具有下面組成的蝕刻溶液中進(jìn)行處理:-氫氟酸,2重量%-六氟硅酸,2重量%-過二硫酸銨,25重量%接觸時(shí)間在室溫下為15分鐘。將晶片在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備上水平蝕刻。在相同的蝕刻步驟中除去磷硅酸鹽玻璃。晶片表面在蝕刻步驟之后為深藍(lán)綠色。擴(kuò)散后測量層的電阻得到17.5ohm/sq的平均值,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.6。蝕刻步驟之后,層的電阻為71.2ohm/sq,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.4。隨后,在稀的氫氧化鉀溶液中除去多孔硅。該溶液含有0.3重量%KOH。接觸時(shí)間在室溫下為2.5分鐘。除去多孔硅后測量層的電阻得到92.8ohm/sq的平均值,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.4。然后將晶片在臥式裝置中在下面的加工溶液中進(jìn)行處理:稀氫氟酸、化學(xué)邊緣分離、堿性發(fā)射體蝕刻溶液。此蝕刻順序后測量層的電阻得到97.6ohm/sq的平均值,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.6。作為氮化物涂敷之前最后的處理,進(jìn)行RCA清潔。此清潔包括下面的方法步驟:-“SC1”溶液,含有氨和過氧化氫。接觸時(shí)間在60℃下為10分鐘。-漂洗-“SC2”溶液,含有鹽酸和過氧化氫。接觸時(shí)間在60℃下為10分鐘。-漂洗和干燥。此RCA清潔后測量層的電阻得到101.6ohm/sq的平均值,其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.3。
當(dāng)前第1頁1 2 3 
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點(diǎn)贊!
1