不同蚀刻深度对多晶硅太阳能电池性能的影响.PDF

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