對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法、硅片以及太陽(yáng)能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法、硅片以及太陽(yáng)能電池。其中，對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法包括：在硅片的上表面和下表面之一形成掩膜，以便獲得具有掩膜的硅片；以及將具有掩膜的硅片浸入制絨液中，保持預(yù)定的時(shí)間，其中，制絨液與硅和掩膜均可以發(fā)生反應(yīng)，以便在硅片的上表面和下表面均形成絨面。利用該方法可以有效地在硅片的上表面和下表面均形成絨面。
【專利說(shuō)明】對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法、硅片以及太陽(yáng)能電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池【技術(shù)領(lǐng)域】。具體而言，涉及硅片表面制絨的方法、利用該方法所得到的硅片以及包含該硅片的太陽(yáng)能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]提高太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的一個(gè)有效途徑就是增加電池對(duì)光的吸收，在太陽(yáng)能電池的硅片表面形成絨面(即對(duì)硅片進(jìn)行制絨的工藝)一方面可以延長(zhǎng)入射光在硅片表面的有效光程，另一方面可以利用硅片內(nèi)表面的反射減少光的損失，產(chǎn)生更多的光生載流子，進(jìn)而提升能量轉(zhuǎn)換效率。
[0003]人們嘗試了許多硅片表面制絨工藝，如機(jī)械刻槽、反應(yīng)離子刻蝕、蜂窩絨面技術(shù)以及電化學(xué)腐蝕等，這些方法具有一定的絨面效果，但同時(shí)也存在很多不足。機(jī)械刻槽由于刻槽深度較大，對(duì)硅片的厚度要求較高，不適用于薄襯底；反應(yīng)離子刻蝕會(huì)增加表面離子復(fù)合，并且生產(chǎn)成本較高；蜂窩絨面結(jié)構(gòu)雖然具備出色的陷光效果，但工藝復(fù)雜，不適合工業(yè)化生產(chǎn)；電化學(xué)腐蝕法在大面積硅片上制絨均勻性不穩(wěn)定；酸腐蝕絨面技術(shù)由于可以比較容易地整合到當(dāng)前的太陽(yáng) 電池生產(chǎn)工藝中，因此，目前已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)成本最低、應(yīng)用最廣泛的多晶硅絨面制備技術(shù)。
[0004]與單晶硅不同，多晶硅片由不同晶粒構(gòu)成，各個(gè)晶粒的晶向是隨機(jī)分布的，采用傳統(tǒng)的單晶硅表面織構(gòu)化的各項(xiàng)異性堿腐蝕方法并不能得到較好的絨面效果。因此，多晶制絨通常采用HF、HNO3和去離子水按一定比例混合的酸性溶液進(jìn)行各項(xiàng)同性腐蝕。一般認(rèn)為，多晶硅片的酸腐蝕過(guò)程分為兩步進(jìn)行。第一步為Si的氧化過(guò)程，即利用強(qiáng)氧化劑HNO3實(shí)現(xiàn)多晶Si的氧化，在此過(guò)程中，在多晶Si的表面產(chǎn)生致密的不溶于HNO3的SiO2層，使得HNO3和Si隔離，導(dǎo)致反應(yīng)停止，反應(yīng)式為:3Si+4HN03=3Si02+2H02+4N0 ? ;第二步為SiO2的溶解過(guò)程，即HF與SiO2生成可溶性的H2SiF6,導(dǎo)致SiO2層的溶解，反應(yīng)式為:Si02+6HF=H2SiF6+2H20，二氧化硅被溶解之后，硅又重新露出來(lái)。由此，第一步、第二步的反應(yīng)不斷重復(fù)，硅片就可以被持續(xù)的腐蝕下去。經(jīng)過(guò)酸制絨后，多晶硅片的受光面的反射率會(huì)由原來(lái)的30%以上，下降到25%左右，甚至更低。
[0005]需要說(shuō)明的是，現(xiàn)有技術(shù)中的酸腐蝕法是一種雙面制絨法，即硅片的兩個(gè)面均沉浸在酸液中進(jìn)行反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)切割損傷層的去除與絨面的形成，而為了能更好的提升電池性能，較為理想的絨面結(jié)構(gòu)為:受光面在損傷層去除干凈的情況下，絨面越小越陡越均勻越好，以盡量降低受光面的反射率，而作為背光面來(lái)說(shuō)，絨面則要求越大越平坦越好，反射率越高越要，以增強(qiáng)對(duì)透過(guò)硅片受光面進(jìn)入到硅基體內(nèi)的長(zhǎng)波段光的內(nèi)反射作用，有助于短路電流的提升，同時(shí)平坦的背表面還有利于后道鋁漿印刷燒結(jié)時(shí)均勻平坦的背表面場(chǎng)的形成(BSF)，有助于開(kāi)路電壓的提升。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的酸腐蝕法制備出的絨面結(jié)構(gòu)，兩個(gè)表面的絨面效果差異并不大，基本類似，從而限制了太陽(yáng)能電池性能的進(jìn)一步提升。
[0006]現(xiàn)有的一種多晶酸制絨方法是“鏈?zhǔn)剿掀敝平q，即硅片在上下滾輪的勻速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下，在位于HF與HNO3混酸溶液的表層進(jìn)行反應(yīng)制絨，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程，硅片方向始終與槽體壁保持垂直。設(shè)備的制絨段有制絨槽和水洗槽兩個(gè)槽體，由于表面張力與循環(huán)泵浦的作用，液面會(huì)高出槽體邊緣，硅片正是在這層溶液中完成絨面制備。制絨完成后，硅片傳動(dòng)至水洗槽，水洗槽中的風(fēng)刀和水刀先后將制絨后硅片上下表面吸附的酸液清理掉，之后傳動(dòng)至堿洗槽。鏈?zhǔn)街平q的優(yōu)點(diǎn)是酸腐蝕產(chǎn)生的熱量會(huì)較快的通過(guò)液面散失掉，避免了因?yàn)榉磻?yīng)熱量囤積造成的反應(yīng)速率難以控制的問(wèn)題。此方法目前已被廣泛應(yīng)用。但，該方法的缺點(diǎn)是:在連續(xù)反應(yīng)過(guò)程中，藥液被硅片分成上下兩層，下層藥液與硅片反應(yīng)生產(chǎn)的微小氣泡會(huì)吸附并懸浮在硅片下表面，造成反應(yīng)減緩，從而使上下表面的反射率略有差異，一般上表面反射率比下表面高0.3-0.8%，無(wú)論采用那一面作為受光面，均不能達(dá)到如前所述的兩面差異化的目的，損失了電池的電學(xué)性能；另外，由于在反應(yīng)的過(guò)程中，有滾輪碾壓硅片，碾壓會(huì)造成此位置區(qū)域反應(yīng)異常，造成此區(qū)域與其他區(qū)域反應(yīng)條件不同產(chǎn)生所謂的“滾輪印”問(wèn)題，影響制續(xù)工序的良率。
[0007]現(xiàn)有的另一種多晶酸制絨方法是槽式制絨，即硅片靜止懸停在盛有一定濃度比例的HF與HNO3的混合溶液中進(jìn)行反應(yīng)制絨，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程硅片的放置方向始終與槽體壁保持平行。設(shè)備的制絨段有制絨槽和水洗槽兩個(gè)槽體，槽體內(nèi)外配有制冷與循環(huán)系統(tǒng)，以盡量控制腐蝕液的溫度及藥液成分較為均勻。制絨開(kāi)始時(shí)，機(jī)械臂會(huì)將裝有豎直放置的多晶硅片的花籃慢慢沉浸入酸液中進(jìn)行制絨。制絨完成后，硅片再有機(jī)械臂從酸液中提出，轉(zhuǎn)移至水洗槽中進(jìn)行表面酸液的清洗，清洗完成后再進(jìn)行后續(xù)生產(chǎn)。由于此方法會(huì)同時(shí)有大批的硅片參與反應(yīng)，且硅片浸入到槽液較深位置，反應(yīng)釋放出的熱量聚集會(huì)造成腐蝕速率的波動(dòng)，影響制絨效果，因此，此方法并未得到廣泛的應(yīng)用。另外，該方法的缺點(diǎn)還在于:由于硅片是豎直放置且完全浸入到液面以下，對(duì)于同一片硅片的兩個(gè)面來(lái)說(shuō)，整個(gè)制絨過(guò)程中參與反應(yīng)的情況基本是完全相同的，均不能達(dá)到如前所述的兩面差異化的目的，不利于電池性能的進(jìn)一步提升；由于反應(yīng)過(guò)程中，硅片是豎直靜止放置，反應(yīng)產(chǎn)生的微小氣泡會(huì)沿硅片兩面向液面上浮，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逐漸增多的氣泡會(huì)將上半段表面完全占據(jù)而影響了正常制絨的反應(yīng)，導(dǎo)致上半段反應(yīng)減緩，結(jié)果就是絨面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較為明顯的漸變性。再加上越靠近藥液底部，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量就越是不容易散發(fā)，更加加劇了下半段硅片的腐蝕，加劇了片內(nèi)絨面結(jié)構(gòu)的差異性；以及該方法的制絨反應(yīng)較為劇烈，會(huì)造成大量氣泡以及反應(yīng)溫度難以控制的問(wèn)題，易在硅片表面出現(xiàn)白斑、雨點(diǎn)等外觀不良問(wèn)題。
[0008]因此，目前關(guān)于硅片表面制絨的方法，仍有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提出了可以有效對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括:在所述硅片的上表面和下表面之一形成掩膜，以便獲得具有掩膜的硅片；以及將所述具有掩膜的硅片浸入制絨液中，保持預(yù)定的時(shí)間，其中，所述制絨液與硅和掩膜均可以發(fā)生反應(yīng)，以便在所述硅片的上表面和下表面均形成絨面。利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法，可以有效地在硅片的上表面和下表面均形成絨面，并且根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法對(duì)硅片進(jìn)行處理后，所得到的硅片的上表面和下表面的反射率存在差異。[0011]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，上述硅片表面制絨方法還可以具有下列附加技術(shù)特征:
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)多晶硅片表面進(jìn)行制絨。由此，可以獲得雙面絨面的多晶體娃片。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述掩膜的厚度為20?90nm，優(yōu)選80nm。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述掩膜的折射率為1.9?2.2，優(yōu)選2.05。由此，可以進(jìn)一步有效地通過(guò)將具有掩膜的硅片浸入制絨液中，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述掩膜是由氮化硅和二氧化硅的至少一種形成的。由此，可以進(jìn)一步有效地通過(guò)將具有掩膜的硅片浸入制絨液中，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述掩膜是通過(guò)選自PECVD (等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)、LPCVD (低壓化學(xué)氣相沉積法)、ALD (原子層沉積法)、PVD (物理氣相沉淀法)以及Sol-Gel (溶膠-凝膠法)的至少一種形成的。由此，可以進(jìn)一步提高形成掩膜的效率，進(jìn)而可以進(jìn)一步有效地通過(guò)將具有掩膜的硅片浸入制絨液中，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述PECVD的工藝參數(shù)為:溫度350?400°C，壓力60?lOOPa，硅烷700?1200sccm，氨氣2500?3000sccm，沉積時(shí)間20?200s。由此，可以進(jìn)一步提高制備掩膜的效率，進(jìn)而可以進(jìn)一步有效地通過(guò)將具有掩膜的硅片浸入制絨液中，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述制絨液為氫氟酸與硝酸的混合物。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，優(yōu)選地，所述氫氟酸與硝酸的體積比為1:3?1:6。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，優(yōu)選地，所述氫氟酸的濃度為49重量％。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，優(yōu)選地，所述硝酸的濃度為65重量％。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，優(yōu)選地，所述制絨液含有30?50體積份的氫氟酸、160?180體積份的硝酸，80?100體積份的水。由此，利用該制絨液，可以進(jìn)一步提高在硅片表面進(jìn)行制絨的效率，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述制絨液的溫度為3?5°C。由此，在該溫度下，可以進(jìn)一步提高在硅片表面進(jìn)行制絨的效率，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述預(yù)定時(shí)間為70?110s。由此，利用該制絨液，可以進(jìn)一步提高在硅片表面進(jìn)行制絨，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面，并且所得到的硅片適于制作太陽(yáng)能電池。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述制絨液設(shè)置于鏈?zhǔn)街平q設(shè)備中，其中，所述鏈?zhǔn)街平q設(shè)備包括傳送帶，所述傳送帶用于攜帶所述硅片通過(guò)所述制絨液。由此，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制絨，提高對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的效率，降低生產(chǎn)成本。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述傳送帶的速度為0.8?1.2m/min?？梢赃M(jìn)一步提高在硅片表面進(jìn)行制絨的效率,從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面,并且所得到的硅片適于制作太陽(yáng)能電池。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括對(duì)經(jīng)過(guò)制絨處理的硅片依次進(jìn)行水洗、堿洗、酸洗、水洗和風(fēng)干處理。由此，所得到的硅片可以直接用于制作太陽(yáng)能電池。[0023]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提出了一種硅片。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該硅片是通過(guò)前面所述的方法獲得的。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，所述硅片的上表面和下表面之一的反射率為至少28%，所述上表面和下表面的另一個(gè)的反射率為至多22%。由此，可以有效地將該硅片用于制備太陽(yáng)能電池，并且可以有效地提高太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率。另外，前面針對(duì)在硅片表面進(jìn)行制絨的方法所描述的特征和優(yōu)點(diǎn)，也當(dāng)然地適用該硅片，不再贅述。
[0024]在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了 一種太陽(yáng)能電池。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該太陽(yáng)能電池包括受光面和背光面，其特征在于，所述受光面和背光面由權(quán)利要求20或21所述的硅片構(gòu)成，其中，所述作為受光面的硅片表面的反射率低于作為背光面的硅片表面的反射率。由此，該太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率可以得到有效提高。另外，前面針對(duì)在硅片表面進(jìn)行制絨的方法以及硅片所描述的特征和優(yōu)點(diǎn)，也當(dāng)然地適用該太陽(yáng)能電池，不再贅述。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的硅片表面制絨方法可以實(shí)現(xiàn)下列優(yōu)點(diǎn)至少之一:
[0026]1、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的硅片表面制絨方法，可以進(jìn)一步降低受光面的反射率，從25%降低到22%甚至更低，大大提升對(duì)短波光的吸收，提升太陽(yáng)電池的短路電流；
[0027]2、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的硅片表面制絨方法，可以提升背光面的發(fā)射率，從25%提升到28%以上，增強(qiáng)了在正面入射的長(zhǎng)波光在背面的內(nèi)反射作用，提升了電池的長(zhǎng)波響應(yīng)，有利于短路電流的提升；
[0028]3、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的硅片表面制絨方法，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)差異化制絨帶來(lái)的平坦背面，可以在后續(xù)的鋁漿印刷及燒結(jié)時(shí)形成較為均勻的背面電場(chǎng)(BSF)，有助于電池開(kāi)路電壓的提升；
[0029]4、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的硅片表面制絨方法，通過(guò)采用掩膜，降低了受光面的腐蝕量，從而更易實(shí)現(xiàn)大面積腐蝕的均勻性控制；以及
[0030]5、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的硅片表面制絨方法，可以進(jìn)行多晶硅電池生產(chǎn)線PECVD工序產(chǎn)生的鍍膜返工片的返工生產(chǎn)，從而避免了單獨(dú)進(jìn)行氮化硅膜的HF酸去除工序，節(jié)省成本和時(shí)間。
[0031]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0033]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法的流程示意圖；
[0034]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的形成有掩膜的硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的設(shè)備示意圖，在該圖中，I表示制絨槽，2表示硅片，3表示傳送帶，4表示制絨液。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。[0037]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“厚度”、“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0038]在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法可以包括以下步驟:
[0039]SlOO:在娃片的上表面和下表面之一形成掩膜，以便獲得具有掩膜的娃片
[0040]在該步驟中，參考圖2，通過(guò)在硅片的上表面和下表面之一形成掩膜200，由此，可以得到具有掩膜的硅片100。
[0041]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于所得到的硅片的一個(gè)表面上形成有掩膜，因而，在后續(xù)將硅片浸入制絨液中時(shí)，未形成掩膜的表面的娃會(huì)直接與制絨液發(fā)生反應(yīng)，而形成有掩膜的表面則需要發(fā)生制絨液與掩膜發(fā)生反應(yīng)，在掩膜被去除之后，制絨液才能夠與該表面的硅發(fā)生反應(yīng)。因而，上下兩個(gè)表面的硅與制絨液發(fā)生反應(yīng)的時(shí)間上存在差異，由此，在這兩個(gè)表面上所得到的絨面的性質(zhì)存在差異，例如上下兩個(gè)表面的絨面在光折射率方面可以存在差異，從而可以有效地用于制備可用于太陽(yáng)能電池的硅片，并且能夠有效地提高太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，硅片的類型并不受特別限制。例如，可以為單晶硅，也可以為多晶硅，或者其他任何期望在其表面形成性能有差異的絨面的已知形式的硅晶體。根據(jù)本發(fā)明的一些示例，可以采用的硅片為多晶硅片。由此，利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，可以在多晶硅片的上下兩個(gè)表面形成性質(zhì)存在差異的絨面，例如上下兩個(gè)表面的絨面的光折射率不同，從而可以有效地將經(jīng)過(guò)處理的硅片應(yīng)用于太陽(yáng)能電池。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，掩膜的厚度不受特別限制。通過(guò)調(diào)節(jié)掩膜的厚度，可以控制后續(xù)將形成有掩膜的硅片浸入制絨液后，上下兩個(gè)表面的硅與制絨液反應(yīng)的時(shí)間差，從而可以控制上下兩個(gè)表面所形成絨面的性質(zhì)差異，例如可以控制上下兩個(gè)表面所形成絨面的光折射率的差異。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掩膜的厚度可以為20?90nm，優(yōu)選80nm。由此，可以進(jìn)一步有效地通過(guò)將具有掩膜的硅片浸入制絨液中，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，掩膜的折射率也不受特別限制。例如根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掩膜的折射率為可以為1.9?2.2，優(yōu)選2.05。由此，通過(guò)調(diào)節(jié)掩膜的折射率，可以改變制絨液對(duì)掩膜的腐蝕速率，進(jìn)而控制后續(xù)將形成有掩膜的硅片浸入制絨液后，上下兩個(gè)表面的硅與制絨液反應(yīng)的時(shí)間差，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，掩膜的類型并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，掩膜可以是單層膜、雙層膜或多層膜，比如掩膜可以是氮化硅和氧化硅的疊層膜，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掩膜可以由氮化硅和二氧化硅的至少一種形成的。由此，可以進(jìn)一步有效地通過(guò)將具有掩膜的硅片浸入制絨液中，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。這里所使用的表達(dá)方式“氮化硅和二氧化硅的至少一種形成”的含義應(yīng)做廣義理解，其即可以同時(shí)采用氮化硅和二氧化硅作為原料形成單層掩膜，也可以分別使用氮化硅和二氧化硅形成至少雙層結(jié)構(gòu)的掩膜，也可以僅使用氮化硅或者二氧化硅作為原料通過(guò)采用不同的形成方法或者條件在硅片表面形成至少雙層結(jié)構(gòu)的掩膜。[0046]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，形成掩膜的方法并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以通過(guò)選自PECVD (等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)、LPCVD (低壓化學(xué)氣相沉積法)、ALD (原子層沉積法)、PVD (物理氣相沉積法)以及Sol-Gel (溶膠-凝膠法)的至少一種形成掩膜。其中，優(yōu)選采用PECVD。由此，可以進(jìn)一步提高制備掩膜的效率，進(jìn)而可以進(jìn)一步有效地通過(guò)將具有掩膜的硅片浸入制絨液中，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用前述形成掩膜的方法的工藝參數(shù)，并不受特別限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要來(lái)選擇和設(shè)計(jì)所采用的工藝參數(shù)。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在采用PECVD方法制作硅片時(shí)，可以選擇的工藝參數(shù)為:工藝溫度為350?400°C，工藝壓力為60?IOOPa,工藝氣體為娃燒700?1200sccm,氨氣2500?3000sccm,沉積時(shí)間20?200s。由此，可以進(jìn)一步提高制備掩膜的效率，掩膜的厚度可以達(dá)到20?90nm，進(jìn)而可以進(jìn)一步有效地通過(guò)將具有掩膜的硅片浸入制絨液中，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。
[0047]S200:將具有掩膜的硅片浸入制絨液中，保持預(yù)定的時(shí)間
[0048]在該步驟中，將步驟SlOO中所得到的形成有掩膜的硅片浸入制絨液中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，制絨液與硅和掩膜均可以發(fā)生反應(yīng)，因而，如前所述，未形成掩膜的表面的硅會(huì)直接與制絨液發(fā)生反應(yīng)，而形成有掩膜的表面則首先發(fā)生制絨液與掩膜的反應(yīng)，在掩膜被去除之后，制絨液才能夠與該表面的硅發(fā)生反應(yīng)。因此，上下兩個(gè)表面的硅與制絨液發(fā)生反應(yīng)的時(shí)間上存在差異。由此，在這兩個(gè)表面上所得到的絨面的性質(zhì)也存在差異，例如上下兩個(gè)表面的絨面在光折射率方面可以存在差異，從而可以有效地用于制備可用于太陽(yáng)能電池的硅片，并且能夠有效地提高太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，制絨液的類型并不受特別限制，只要制絨液與硅和掩膜均能夠發(fā)生反應(yīng)即可。根據(jù)本發(fā)明的一些示例，所述制絨液為氫氟酸與硝酸的混合物。由此，可以有效地針對(duì)由多種材料形成的掩膜進(jìn)行制絨處理，例如可以有效地針對(duì)形成有由氮化硅和二氧化硅的至少一種所形成的掩膜進(jìn)行制絨處理。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，優(yōu)選地，所述氫氟酸與硝酸的體積比為1:3?6。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，優(yōu)選地，所述氫氟酸的濃度為49重量％。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，優(yōu)選地，所述硝酸的濃度為65重量％。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，優(yōu)選地，所述制絨液含有30?50體積份的氫氟酸、160?180體積份的硝酸，80?100體積份的水。由此，利用該制絨液可以進(jìn)一步提高在硅片表面進(jìn)行制絨的效率，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。
[0050]利用制絨液對(duì)形成有掩膜的硅片進(jìn)行制絨處理的條件并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，制絨液的溫度為3?5°C。由此，可以在該溫度范圍內(nèi)進(jìn)行制絨處理，可以進(jìn)一步提高在硅片表面進(jìn)行制絨的效率，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將形成有掩膜的硅片浸入制絨液中的時(shí)間并不受特別限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，或者通過(guò)預(yù)先實(shí)驗(yàn)來(lái)確定所需要的預(yù)定時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述預(yù)定時(shí)間為70?110s。由此，利用該制絨液，可以進(jìn)一步提高在硅片表面進(jìn)行制絨的效率，從而形成折射率存在差異的上表面絨面和下表面絨面，并且所得到的硅片適于制作太陽(yáng)能電池。
[0052]另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用制絨液進(jìn)行制絨處理的手段并不受特別限制，可以借助任何已知的制絨設(shè)備來(lái)進(jìn)行制絨處理，例如可以采用鏈?zhǔn)街平q設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可以將制絨液設(shè)置于鏈?zhǔn)街平q設(shè)備中，其中，鏈?zhǔn)街平q設(shè)備包括傳送帶，傳送帶可以用于攜帶所述硅片通過(guò)制絨液。由此，可以簡(jiǎn)單地通過(guò)控制傳送帶的速度，來(lái)調(diào)節(jié)硅片浸入制絨液的時(shí)間，從而可以有效地調(diào)節(jié)所得到的形成有絨面的硅片的性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述傳送帶的速度可以為0.8?1.2m/min。進(jìn)而，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化實(shí)施制絨工藝，提高對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的效率，降低所得到產(chǎn)品的成本。另外，硅片在傳送帶上的設(shè)置方式并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以將形成有掩膜的一面朝向下方設(shè)置在傳送帶上。
[0053]具體地，參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，制絨液4存放于鏈?zhǔn)街平q槽I中，由此，硅片2的制絨過(guò)程可以在鏈?zhǔn)街平q槽I中進(jìn)行。硅片2放置在傳送帶3上，由此，傳送帶3能夠?qū)y帶硅片2在預(yù)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)制絨液4，進(jìn)行鏈?zhǔn)街平q。通過(guò)采用鏈?zhǔn)街平q，可以使得酸腐蝕產(chǎn)生的熱量會(huì)較快的通過(guò)液面散失掉，避免了因?yàn)榉磻?yīng)熱量囤積造成的反應(yīng)速率難以控制的問(wèn)題，應(yīng)用前景更廣泛。
[0054]在經(jīng)過(guò)上述處理后，可以得到雙面均具有絨面并且絨面性質(zhì)存在差異的硅片，例如硅片的上下表面的光折射率存在差異。例如，根據(jù)本發(fā)明的具體示例，所得到硅片的上表面和下表面之一的反射率為至少28%，所述上表面和下表面的另一個(gè)的反射率為至多22%。在得到該硅片之后，還可以通過(guò)對(duì)硅片進(jìn)行后處理，以便可以將經(jīng)過(guò)處理的硅片直接應(yīng)用于深加工，例如用于制作太陽(yáng)能電池。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以對(duì)經(jīng)過(guò)制絨處理的硅片依次進(jìn)行水洗、堿洗、酸洗、水洗和風(fēng)干處理。由此，所得到的硅片可以直接用于制作太陽(yáng)能電池。關(guān)于這些后處理的具體條件，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用硅片制絨處理領(lǐng)域中的任何已知方法和設(shè)備，在此不再贅述。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提出了一種硅片。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該硅片是通過(guò)前面所述的方法獲得的。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，所述硅片的上表面和下表面之一的反射率為至少28%，所述上表面和下表面的另一個(gè)的反射率為至多22%。由此，可以有效地將該硅片用于制備太陽(yáng)能電池，并且可以有效地提高太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率。另外，前面針對(duì)在硅片表面進(jìn)行制絨的方法所描述的特征和優(yōu)點(diǎn)，也當(dāng)然地適用該硅片，不再贅述。
[0056]在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能電池。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該太陽(yáng)能電池包括受光面和背光面，受光面和背光面由以上實(shí)施例所述的硅片構(gòu)成，其中，作為受光面的娃片表面的反射率低于作為背光面的娃片表面的反射率。由此，太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率可以得到有效提高。另外，前面針對(duì)在硅片表面進(jìn)行制絨的方法以及硅片所描述的特征和優(yōu)點(diǎn)，也當(dāng)然地適用該太陽(yáng)能電池，不再贅述。關(guān)于太陽(yáng)能電池的其他部件，可以采用任何太陽(yáng)能電池領(lǐng)域中任何已知的部件，在此不再贅述。
[0057]下面通過(guò)具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，需要說(shuō)明的是這些實(shí)施例僅僅是為了說(shuō)明目的，而不能以任何方式解釋成對(duì)本發(fā)明的限制。另外，在下列實(shí)施例中如果沒(méi)有特別說(shuō)明，則所采用的設(shè)備和材料均為市售可得的。
[0058]實(shí)施例1
[0059]1.1在硅片表面形成氮化硅掩膜
[0060]利用PECVD設(shè)備，在待制絨的硅片的一面沉積一層氮化硅薄膜，該氮化硅能夠阻擋制絨液(見(jiàn)后1.2)中HNO3對(duì)硅基體的氧化作用，同時(shí)制絨液(見(jiàn)后1.2)中的HF能夠?qū)⒃摰迣忧宄?br> [0061]PECVD的工藝參數(shù)為:溫度350~400°C，壓力60~lOOPa，硅烷700~1200sccm，氨氣2500~3000sccm，沉積時(shí)間20~200s。
[0062]制得硅片掩膜的厚度為20~90nm，折射率為1.9~2.2。
[0063]1.2配制制絨液
[0064]按照下表所列出的比例，將氫氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和水混合均勻，得到300升制絨液:
[0065]
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)硅片表面進(jìn)行制絨的方法，其特征在于，包括: 在所述硅片的上表面和下表面之一形成掩膜，以便獲得具有掩膜的硅片；以及 將所述具有掩膜的硅片浸入制絨液中，保持預(yù)定的時(shí)間， 其中， 所述制絨液與硅和掩膜均可以發(fā)生反應(yīng)，以便在所述硅片的上表面和下表面均形成絨面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅片為多晶硅片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩膜的厚度為20~90nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩膜的厚度為80nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩膜的折射率為1.9~2.2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩膜的折射率為2.05。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩膜是由氮化硅和二氧化硅的至少一種形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩膜是通過(guò)選自PECVD、LPCVD、ALD、PVD以及溶膠-凝膠法中的至少一種形成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述PECVD的工藝參數(shù)為: 溫度35O~400°C，壓力⑶~lOOPa，硅烷7OO~I200sccm,氨氣25OO~3OOOsccm,沉積時(shí)間20~200s。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述制絨液為氫氟酸與硝酸的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述氫氟酸與硝酸的體積比為1:3~1:6。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述氫氟酸的濃度為49重量％。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述硝酸的濃度為65重量％。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述制絨液含有30~50體積份的氫氟酸、160~180體積份的硝酸，80~100體積份的水。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述制絨液的溫度為3~5°C。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定時(shí)間為70~110s。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述制絨液設(shè)置于鏈?zhǔn)街平q設(shè)備中， 其中， 所述鏈?zhǔn)街平q設(shè)備包括傳送帶， 所述傳送帶用于攜帶所述硅片通過(guò)所述制絨液。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其特征在于,所述傳送帶的速度為0.8~1.2m/min。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括對(duì)經(jīng)過(guò)制絨處理的硅片依次進(jìn)行水洗、堿洗、酸洗、水洗和風(fēng)干處理。
20.一種硅片，其特征在于，所述硅片為通過(guò)權(quán)利要求1~19任一項(xiàng)所述的方法獲得的。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的硅片，其特征在于，所述硅片的上表面和下表面之一的反射率為至少28%，所述上表面和下表面的另一個(gè)的反射率為至多22%。
22.—種太陽(yáng)能電池，包括受光面和背光面，其特征在于，所述受光面和背光面由權(quán)利要求20或21所述的硅片構(gòu)成， 其中，所述作為受光面的硅片表面的反射率低于所述作為背光面的娃片表面的反射率。
【文檔編號(hào)】H01L31/0236GK103928565SQ201310011065
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月11日
【發(fā)明者】吳鑫 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司