[发明专利]一种太阳电池的制绒工艺

说明书

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%。