專利名稱：一種制造硅片絨面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造硅片絨面的方法。
背景技術(shù)：
降低反射率使硅片盡可能多地吸收太陽光，是增加太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的有效途徑。在當(dāng)今太陽能電池的制造過程中，單晶硅和多晶硅分別采用不同的制絨方式獲得絨面， 在不同程度上降低反射率。其中，單晶普遍使用堿制絨來制造金字塔形成絨面，以獲得較好的反射率；由于單晶堿制絨大量使用高濃度堿液，異丙醇等化學(xué)物質(zhì)，所以對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響。而多晶在切片損傷層的基礎(chǔ)上，利用酸制絨進(jìn)行進(jìn)一步腐蝕，形成類似“蟲洞”的深坑來降低反射率。由于多晶酸制絨大量使用硝酸、氫氟酸等化學(xué)物質(zhì)，所以也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種制造硅片絨面的非化學(xué)方法，它杜絕了酸堿類化學(xué)物質(zhì)的大量使用，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。本方法不受單晶、多晶限制，單晶硅和多晶硅都可利用本方法制造絨面，從而降低反射率，使硅片盡可能多地吸收太陽光，從而增加太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明一種制造硅片絨面的方法，其具體步驟如下
(1)利用水膜方式在硅片上形成含有聚苯乙烯微粒的掩膜層a)先將Si襯底片在 ΝΗ40Η、Η202、Η20混合溶液(體積比1 :2 6)中煮沸5-10分鐘，再用去離子水徹底沖洗；b)將洗凈的Si襯底片烘干后在濃度為10%的十二烷基硫酸鈉溶液中浸泡1-20小時(shí)，得到親水的襯底表面；將一定量的聚苯乙烯小球配置成膠體溶液，用等體積的乙醇進(jìn)行稀釋；然后將稀釋后的溶液滴在浸泡過的Si襯底片表面，溶劑連同聚苯乙烯小球在Si襯底片表面鋪展開來；c)先將Si襯底片緩慢地浸入到去離子水里，由于水表面張力作用，在水表面形成一層PS膠體小球的單層膜；再向去離子水中滴入一定量的濃度為2%的十二烷基硫酸鈉溶液；d)在室溫條件下靜置約5-15分鐘后，用浸泡過的Si襯底片將PS小球膜撈起來，在空氣中自然揮發(fā)干燥，再滴入少量的濃度為10%的十二烷基硫酸鈉溶液到裝有小球的容器中， 溶劑揮發(fā)后在Si襯底片表面形成有序的二維膠體晶體陣列；
(2)利用等離子刻蝕方法對(duì)已有掩膜層的硅片進(jìn)行刻蝕，形成特定的減反結(jié)構(gòu)；
(3)去除硅片表面剩余的掩膜層物質(zhì)。其中，步驟(2)具體為以CF4為氣源，在1-60瓦的功率下對(duì)鋪有單層二維聚苯乙烯小球陣列的硅片進(jìn)行刻蝕，刻蝕時(shí)間為廣30分鐘；CF4的流量為5-60SCCM。步驟(3)具體為以O(shè)2為氣源，對(duì)刻蝕后的硅片在600°C以上的溫度下氧化1小時(shí)，去除表面的聚苯乙烯材料；02的流量為0. l-20L/min。本方法是先在硅片上利用掩膜體進(jìn)行掩膜、再利用等離子對(duì)硅片表面刻蝕制造規(guī)則絨面，從而降低反射率，使硅片盡可能多地吸收太陽光，從而增加太陽能電池的轉(zhuǎn)換效
3率。由于本方法為非化學(xué)方法，杜絕了酸堿類化學(xué)物質(zhì)的大量使用，所以保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。 由于本方法使用掩膜層保護(hù)硅片表面，避免了硅片的損傷過大。本方法不受單晶、多晶限制，單晶硅和多晶硅都可利用本方法制造絨面，從而降低反射率，使硅片盡可能多地吸收太陽光，從而增加太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。


圖1為本發(fā)明制造方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
作本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 實(shí)施例1 利用水膜方式在硅片上覆蓋聚苯乙烯小球作為掩膜層
(1)利用水膜方式在硅片上形成含有聚苯乙烯微粒的掩膜層
a)先將Si襯底片(圖1-1 ‘)在NH4OH, H2O2, H2O混合溶液(體積比1 2 6)中煮沸5 分鐘，再用去離子水徹底沖洗；
b)將洗凈的Si襯底片烘干后在濃度為10%的十二烷基硫酸鈉溶液中浸泡15小時(shí)，得到親水的襯底表面；將一定量的聚苯乙烯小球配置成膠體溶液，用等體積的乙醇進(jìn)行稀釋， 其中的聚苯乙烯小球的粒子尺寸為200 nm，標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10% ；然后將稀釋后的溶液滴在浸泡過的Si襯底表面，溶劑連同聚苯乙烯小球在Si襯底表面鋪展開來；
c)先將Si襯底片緩慢地浸入到去離子水里，去離子水PH值為7.0，電阻率20ΜΩ；由于水表面張力作用，在水表面形成一層PS膠體小球的單層膜；再向去離子水中滴入一定量的濃度為2、的十二烷基硫酸鈉溶液；
d)在室溫條件下靜置10分鐘后，用浸泡過的Si襯底片將PS小球膜撈起來，在空氣中自然揮發(fā)干燥，此時(shí)PS膠體小球在水面的排列是無序的，小球間距疏松且無規(guī)則；再滴入少量的濃度為10%的十二烷基硫酸鈉溶液到裝有小球的容器中，這些小球就會(huì)形成排列緊密有序的結(jié)構(gòu)；溶劑揮發(fā)后在Si襯底片表面形成有序的二維膠體晶體陣列(圖1-2 ‘)；
(2)利用等離子刻蝕方法對(duì)已有掩膜層的硅片進(jìn)行刻蝕，形成特定的減反結(jié)構(gòu)以CF4 為氣源(圖1-3丨)，其流量為40SCCM，在40瓦的功率下對(duì)鋪有單層二維聚苯乙烯小球陣列的硅片進(jìn)行刻蝕(圖1-4丨)，刻蝕時(shí)間為20分鐘，得到具有減反結(jié)構(gòu)的硅片(圖1-5 ‘)；
(3)去除硅片表面剩余的掩膜層物質(zhì)以&為氣源，其流量為lL/min，對(duì)刻蝕后的硅片在700°C的溫度下氧化1小時(shí)，去除表面的聚苯乙烯材料。實(shí)施例2 利用印刷方式在硅片上覆蓋聚苯乙烯小球作為掩膜層
(1)將致密的聚苯乙烯小球用印刷方式在硅片表面均勻平鋪，形成含有聚苯乙烯微粒的掩膜層其中的聚苯乙烯小球的粒子尺寸為200 nm，標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10% ；
(2)利用等離子刻蝕方法對(duì)已有掩膜層的硅片進(jìn)行刻蝕，形成特定的減反結(jié)構(gòu)；
(3)去除硅片表面剩余的掩膜層物質(zhì)。實(shí)施例3 利用印刷方式在硅片上覆蓋其他規(guī)則形狀的聚苯乙烯微粒作為掩膜層 (1)將其他規(guī)則形狀的聚苯乙烯微粒用印刷方式在硅片表面均勻平鋪，形成含有聚苯
乙烯微粒的掩膜層其中的聚苯乙烯微粒的粒度為10ηπΓ5μπι。(2)利用等離子刻蝕方法對(duì)已有掩膜層的硅片進(jìn)行刻蝕，形成特定的減反結(jié)構(gòu)；(3)去除硅片表面剩余的掩膜層物質(zhì)。實(shí)施例4 利用印刷方式在硅片上覆蓋不規(guī)則形狀的聚苯乙烯微粒作為掩膜層 (1)將不規(guī)則形狀的聚苯乙烯微粒用印刷方式在硅片表面均勻平鋪，形成含有聚苯乙
烯微粒的掩膜層其中的聚苯乙烯微粒的粒度為10ηπΓ5μπι。(2)利用等離子刻蝕方法對(duì)已有掩膜層的硅片進(jìn)行刻蝕，形成特定的減反結(jié)構(gòu)； (3)去除硅片表面剩余的掩膜層物質(zhì)。為了達(dá)到指定區(qū)域有減反效果，在形成掩膜層時(shí)可以在一定區(qū)域覆蓋聚苯乙烯小球、其他規(guī)則或不規(guī)則形狀的聚苯乙烯微粒，其他區(qū)域不覆蓋小球或微粒。其中，減反結(jié)構(gòu)的寬度可以通過聚苯乙烯小球、其他規(guī)則形或不規(guī)則形狀聚苯乙烯微粒的大小進(jìn)行控制； 減反結(jié)構(gòu)的深度可以通過等離子刻蝕強(qiáng)度如刻蝕的時(shí)間、流量的大小等進(jìn)行控制。
權(quán)利要求
1.一種制造硅片絨面的方法，其具體步驟如下(1)利用水膜方式在硅片上形成含有聚苯乙烯微粒的掩膜層a)先將Si襯底片在 ΝΗ40Η、Η202、Η20混合溶液(體積比1 :2 6)中煮沸5-10分鐘，再用去離子水徹底沖洗；b)將洗凈的Si襯底片烘干后在濃度為10%的十二烷基硫酸鈉溶液中浸泡1-20小時(shí)，得到親水的襯底表面；將一定量的聚苯乙烯小球配置成膠體溶液，用等體積的乙醇進(jìn)行稀釋；然后將稀釋后的溶液滴在浸泡過的Si襯底片表面，溶劑連同聚苯乙烯小球在Si襯底片表面鋪展開來；c)先將Si襯底片緩慢地浸入到去離子水里，由于水表面張力作用，在水表面形成一層PS膠體小球的單層膜；再向去離子水中滴入一定量的濃度為2%的十二烷基硫酸鈉溶液；d)在室溫條件下靜置約5-15分鐘后，用浸泡過的Si襯底片將PS小球膜撈起來，在空氣中自然揮發(fā)干燥，再滴入少量的濃度為10%的十二烷基硫酸鈉溶液到裝有小球的容器中， 溶劑揮發(fā)后在Si襯底片表面形成有序的二維膠體晶體陣列；(2)利用等離子刻蝕方法對(duì)已有掩膜層的硅片進(jìn)行刻蝕，形成特定的減反結(jié)構(gòu)；(3)去除硅片表面剩余的掩膜層物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(l)_b中的聚苯乙烯小球的粒子尺寸為200 nm，標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(I)-C中的去離子水PH值為7.0，電阻率20M Ω。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(1)可以是利用印刷方式在硅片上形成含有聚苯乙烯微粒的掩膜層，其掩膜層的物質(zhì)可以是聚苯乙烯小球、其他規(guī)則或不規(guī)則形狀的聚苯乙烯微粒，掩膜層的物質(zhì)需在硅片表面均勻平鋪。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是聚苯乙烯小球的粒子尺寸為200nm，標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是聚苯乙烯微粒的粒度為10ηπΓ5μπι。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(2)具體為以CF4為氣源，在1-60瓦的功率下對(duì)鋪有單層二維聚苯乙烯小球陣列的硅片進(jìn)行刻蝕，刻蝕時(shí)間為廣30分鐘；CF4 的流量為5-60SCCM。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(3)具體為以O(shè)2為氣源，對(duì)刻蝕后的硅片在600°C以上的溫度下氧化1小時(shí)，去除表面的聚苯乙烯材料；02的流量為0. 1-20L/mirio
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造硅片絨面的方法，其具體步驟如下(1)利用水膜方式或者印刷方式在硅片上形成含有聚苯乙烯微粒的掩膜層(2)利用等離子刻蝕方法對(duì)已有掩膜層的硅片進(jìn)行刻蝕，形成特定的減反結(jié)構(gòu)；(3)去除硅片表面剩余的掩膜層物質(zhì)。本方法為非化學(xué)方法，它杜絕了酸堿類化學(xué)物質(zhì)的大量使用，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。本方法不受單晶、多晶限制，單晶硅和多晶硅都可利用本方法制造絨面，從而降低反射率，使硅片盡可能多地吸收太陽光，從而增加太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)C30B33/10GK102157628SQ201110069158
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者解柔強(qiáng), 高鵬 申請(qǐng)人:馬鞍山優(yōu)異光伏有限公司