CN102751380A - 一种太阳电池的制绒工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳电池的制绒工艺，采用反应性离子刻蚀，具有如下步骤：a、选用射频功率为25～30Kw，向反应腔中通入CL2、SF6和O2气体，对硅片表面进行等离子体轰击，工艺时间为60～80s；b、选用射频功率为12～18Kw，向反应腔中通入CL2和SF6气体，对硅片表面进行等离子体轰击，工艺时间为20～30s；c、使用HF、HNO3和CH3COOH的混合液，对经过步骤b刻蚀后的硅片进行清洗。本发明在原先的RIE工艺基础上，增加了一步低射频功率的刻蚀，对硅片表面进行等离子体轰击，并在此过程中只通入CL2和SF6气体，由于不存在O2气体，CL2和SF6在低功率射频条件下将起到有效刻蚀损伤层的作用，保证开路电压的前提下，提高短路电流，获得更高的组件效率。

Description

一种太阳电池的制绒工艺
技术领域
本发明涉及太阳电池技术领域，尤其是一种可减少刻蚀工艺损伤层的太阳电池的制绒工艺。
背景技术
反应性离子蚀刻(Reactive Ion Etching简称RIE)是结合物理性的离子轰击与化学反应的蚀刻。此种方式兼具非等向性与高蚀刻选择比等双重优点，蚀刻的进行主要靠化学反应来达成，以获得高选择比。加入离子轰击的作用有二：一是将被蚀刻材质表面的原子键结破坏，以加速反应速率。二是将再沉积于被蚀刻表面的产物或聚合物(Polymer)打掉，以使被蚀刻表面能再与蚀刻气体接触。而非等向性蚀刻的达成，则是靠再沉积的产物或聚合物，沉积在蚀刻图形上，在表面的沉积物可为离子打掉，故蚀刻可继续进行，而在侧壁上的沉积物，因未受离子轰击而保留下來，阻隔了蚀刻表面与反应气体的接触，使得侧壁不受蚀刻，而获得非等向性蚀刻。通过调整气体流量及射频功率可获得非常低的反射率，因而可应用于多晶太阳能电池的制绒工艺上。而现有的RIE制绒工艺一般RF功率较高（>20KW）,在高功率条件下等离子体轰击硅片表面，造成损伤层，此损伤层会导致电池开路电压（Voc）降低，对组件功率影响很大。此损伤层目前是使用化学药液清洗去除，但经化学药液清洗后表面反射率急剧升高（一般>16%）,电池短路电流增益不明显，无法体现RIE低反射率的优势。目前常用的RIE工艺一般只有一步工艺步骤，通过CL2，SF6，O2的刻蚀反应及等离子体的轰击制备出小于1um的绒面结构。在量产中为保证产能，均使用高的RF功率（>25KW）以提升刻蚀速率，但高的RF功率将造成高的损伤层，导致开路电压损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种太阳电池的制绒工艺，通过优化反应性离子蚀刻及后续的清洗工艺，在保持开路电压的基础上，降低反射率，提高短路电流。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳电池的制绒工艺，采用反应性离子刻蚀，具有如下步骤：a、选用射频功率为25～30Kw，向反应腔中通入CL2、SF6和O2气体，对硅片表面进行等离子体轰击，工艺时间为60～80s；b、选用射频功率为12～18Kw，向反应腔中通入CL2和SF6气体，对硅片表面进行等离子体轰击，工艺时间为20～30s；c、使用HF、HNO3和CH3COOH的混合液，对经过步骤b刻蚀后的硅片进行清洗，使清洗后硅片的反射率小于14%。
优选地，步骤a中所选用的射频功率为27Kw，步骤b中所选用的射频功率为15Kw。
本发明的有益效果是：本发明在原先的RIE工艺基础上，增加了一步低射频功率的刻蚀，对硅片表面进行等离子体轰击，并且在此过程中只通入CL2和SF6气体，由于不存在O2气体，CL2和SF6在低功率射频条件下将起到有效刻蚀损伤层的作用，从而可在保证开路电压的前提下，提高短路电流，获得更高的组件效率。
具体实施方式
一种太阳电池的制绒工艺，具有如下步骤：
a、选用射频功率为27Kw，向反应腔中通入Cl2、SF6和O2气体，气体比例为Cl2：SF6：O2=1：2：2，对硅片表面进行等离子体轰击，工艺时间为70s；
b、选用射频功率为15Kw，向反应腔中通入CL2和SF6气体，气体比例为Cl2：SF6=1：2，对硅片表面进行等离子体轰击，工艺时间为25s；
c、使用HF、HNO3和CH3COOH的混合液，混合液配比为：HF：HNO3：CH3COOH=1：13：8，对经过步骤b刻蚀后的硅片进行清洗，使清洗后硅片的反射率小于14%。
步骤a和步骤b中的工艺时间及气体流量可根据反射率及均匀性调整，控制RIE后反射率小于8%。
经过步骤a后，硅片表面的绒面上还有很多的副产物，而经过步骤b后，绒面上的副产物被除去，获得较圆滑的绒面结构，再经过清洗，进一步去除损伤层而获得理想的绒面结构。
上述步骤中，由于增加的一道步骤b工艺，采用了低功率对硅片表面进行等离子体轰击，并且在此过程中，只通入CL2和SF6气体，由于不存在O2气体，CL2和SF6在低功率射频条件下将起到有效刻蚀损伤层的作用，再经过步骤c采用化学药液清洗，使得硅片获得了较低的反射率，从而在保证开路电压不降低的前提下，获得更高的电流，提高组件工作效率。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种太阳电池的制绒工艺，采用反应性离子刻蚀，其特征是：具有如下步骤：a、选用射频功率为25～30Kw，向反应腔中通入CL2、SF6和O2气体，对硅片表面进行等离子体轰击，工艺时间为60～80s；b、选用射频功率为12～18Kw，向反应腔中通入CL2和SF6气体，对硅片表面进行等离子体轰击，工艺时间为20～30s；c、使用HF、HNO3和CH3COOH的混合液，对经过步骤b刻蚀后的硅片进行清洗，使清洗后硅片的反射率小于14%。
2.根据权利要求1所述的太阳电池的制绒工艺，其特征是：所述步骤a中的射频功率为27Kw，步骤b中射频功率为15Kw。
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