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不同蚀刻深度对多晶硅太阳能电池性能的影响
童锐、刘家益、石东益,
不同蚀刻深度对多晶硅 茂迪(苏州)新能源有限公司
太阳能电池性能的影响
摘要:
在多晶硅太阳能电池的生产工艺中, 绒面的制备一般采用酸蚀刻的方式进行,制绒效果的差异则以绒面反射率值
的大小和蚀刻深度作为评价标准。本文通过调整制程参数而获取蚀刻深度分别为2.82μm、3.83μm、4.41μm、5.92μm
的四组样片,分析了蚀刻深度与后续各制程之间的关系,确定了随着蚀刻深度的增加,镀膜厚度和正面电极主栅线的
抗拉力有逐渐增加的趋势,同时扩散阻值与蚀刻深度没有必然的联系。根据最终的电性参数,确定了最佳的蚀刻深度。
前言 1. 预清洗 4.41μm、5.92μm。再通过量测仪器
表征各组试样的特性,并分析产生差
2. 制绒 (蚀刻深度和反射率)
为了提高太阳能电池的光电转换 异的原因。实验流程如图一所示:
效率,通常需要对太阳能电池表面做 3. 扩散 (片电阻)
陷光处理[1]。常用的方式是使用热 4. 边缘绝缘 实验结果及讨论
的碱溶液来获取金字塔状的表面,从 5. 等离子化学气相沉积(膜厚)
而降低光的反射率,此种方式通常在 蚀刻深度对绒面形貌和反射率的影响
6. 印刷烧结 (主栅线抗拉力)
(100)面有明显效果[2]。但对于多 因为切割损伤层厚度的直接量测
晶硅片,由于材料性质之关系,利用 7. 电池分选 (电性) 仍然较为困难[5],目前,一般采用量
热碱溶液的制绒方式降低反射率效果 测蚀刻深度的方法来控制制绒质量。在
图一:实验流程图
较差[1]。而酸制绒技术因其较低的 我们的试验中,我们通过调整试验温度
成本和适应大规模的工业生产而得到 和试验时间,得到不同蚀刻深度的样
较快速度的发展,并已经成为目前的 我们将试验分成四组,蚀刻深 品,表一所示。需要说明的是,蚀刻深
主流。目前的工业生产中,通常采用 度分别对应为2.82μm、3.83μm、 度的量测采用间接推算的方式,即通过
混酸的混合溶液(硝酸+氢氟酸+水)
对多晶硅片进行各向同性的腐蚀,在
表面形成类“蜂窝”状的绒面,有效
的增强了硅片对入射太阳光的吸收,
从而提高光生电流密度。关于酸制绒
的蚀刻机理,德国Konstanz大学的A.
Hauser等人认为制绒工艺需要兼顾损
伤层的去除和保证较低的表面反射率
[3],南京中电的曹育红等人则针对酸
制绒工艺中多晶硅表面暗纹的成因做
了分析[4]。
在太阳能电池的生产工艺中,制
绒工艺的优劣决定了太阳能电池的转
换效率,且会对后续制程的管控造成
严重影响。本文研究了不同的蚀刻深
度对硅片表面形貌的影响,分析了多
晶硅的蚀刻深度与扩散、镀膜和印刷
烧结等工艺的关系,最后,根据太阳
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