[发明专利]一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀工艺及设备

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀工艺以及一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备。

背景技术

太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太阳能电池阵电源系统的重要组件。太阳能电池主要有晶硅(Si)电池，三五族半导体电池(GaAs，Cds/Cu₂S，Cds/CdTe，Cds/InP，CdTe/Cu₂Te)，无机电池，有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达0.999999、电阻率在10欧·厘米以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面p-n结、正面减反射膜、正背面电极等部分。在组件封装为正面受光照面加透光盖片（如高透玻璃及EVA）保护，防止电池受外层空间范爱伦带内高能电子和质子的辐射损伤。由于电池发电效率损失在正面绒面上主要为光子反射以及漫射损失，因此如何减少光子反射，利用漫射增大有效侵透深度，进而提高电池效率将是一重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可以有效提高晶硅太阳能电池的发电效率的反应离子刻蚀工艺。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种可以有效提高晶硅太阳能电池的发电效率的反应离子刻蚀设备。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀工艺，包括： 

将制绒的硅片放入反应离子刻蚀设备中，所述反应离子刻蚀设备包括气体系统和电极平板，所述气体系统用于产生反应气体、刻蚀气体和保护气体；

将硅片置于电极平板中，通入反应气体和刻蚀气体对硅片的正面绒面进行刻蚀处理；

通入保护气体，所述保护气体与硅片的侧壁反应形成保护层，所述硅片于正面绒面的垂直方向的刻蚀速率大于侧璧的刻蚀速率；

所述硅片的正面绒面形成微结构；

其中，所述反应气体为O₂，所述刻蚀气体为SF₆，所述保护气体为C₄F₈。

作为上述方案的改进，所述刻蚀气体SF₆的流量设置为8~18 cm³/min，所述反应气体O₂的流量设置为2~13cm³/min，所述保护气体C₄F₈的流量设置为8~18 cm³/min。

作为上述方案的改进，通入刻蚀气体SF₆的时间设置为2~8 秒，通入反应气体O₂的时间设置为2~8 秒，通入保护气体C₄F₈的时间设置为1~7 秒。

作为上述方案的改进，所述微结构的深宽比≧20:1。

作为上述方案的改进，所述电极平板的功率设置为80~130 W；

所述电极平板包括阴极和阳极，所述阴极与射频电源相连接，所述射频电源的功率设置为350~400 W。

作为上述方案的改进，所述反应离子刻蚀设备包括真空系统，所述真空系统将反应离子刻蚀设备的压强控制为5~8 Pa。 

相应的，本发明还提供了一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，包括电极平板、气体系统和射频电源，所述电极平板包括阴极和阳极，所述阴极与射频电源相连接，所述气体系统用于产生反应气体、刻蚀气体和保护气体，所述反应气体为O₂，所述刻蚀气体为SF₆，所述保护气体为C₄F₈。

作为上述方案的改进，所述气体系统在通入刻蚀气体SF₆的时间设置为2~8 秒，所述刻蚀气体SF₆的流量设置为8~18cm³/min；

通入反应气体O₂的时间设置为2~8 秒，所述反应气体O₂的流量设置为2~13cm³/min；