多晶硅太阳能电池片绒面化处理增效的研究

zhaohongm

摘要

能源是人类社会向前发展的基础，环境是人类可持续发展的必要条件。太

阳能光伏发电作为一种重要的清洁新能源，越来越引起人们的关注。最近几年，

太阳能电池的产量以前所未有的速度增长，其中多晶硅太阳能电池占据市场的

53%。在晶体硅电池制造工艺中，酸液刻蚀技术越来越多的应用于多晶硅太阳电

池工业化生产。但一般酸液刻蚀表面减反射效果尚不理想，而且其自催化性使

其在应用过程中出现可控性差、重复性差等问题。本文围绕多晶硅表面酸刻蚀

处理技术的改进开展初步研究。

我们首先详细研究了HF/HNO3舰20系统制备太阳能级多晶硅片表面减反射

面的一些规律。研究了不同溶液配比、温度、水的添加对刻蚀速率的影响规律，

不同阶段的刻蚀形貌及其对应的反射率特性。结果表明:HF(40%):HNO3(70%)

的体积比为99:l一94:6(富盯)情况，或者HF(40%):HNo3(70%)的体积比

10:90一5:95(富HNO分清况下，;温度控制在0一20℃;水的添加能使刻蚀速率满足

工业化生产的需要。在Hr(40%):HNo3(70%):HZO=24:l:5(vol)，室温下制备出的

多晶硅片减反射面，其平均反射率达到最低，12%，并且刻蚀速率为10林而min

左右，符合工业化生产要求。

其次，研究了添加物理辅助手段—超声波的应用来优化了HF/HNO3系统，

并详细研究了超声波的加入对刻蚀速率的影响以及对表面形貌和反射率效果的

影响。超声波的加入能使HF/HNO3系统对多晶硅片的刻蚀速率进一步降低，达

到5卜耐min，同时有利于多晶硅表面微粗糙度的形成，所制备的多晶硅绒面平均

反射率达到了3.5%。

再者，本论文提出了一个新的刻蚀体系—紫外辐照下的HF沮B一来制

备多晶硅片的减反射面。用正交实验法研究了新型刻蚀体系中各成分对刻蚀速

率的影响，重点研究了影响力最大的HF的添加量对刻蚀速率的影响。并进一步

研究了最佳配比下不同阶段的刻蚀形貌及制备出的反射率特性情况。新系统制

得的多晶硅片减反射面，其平均反射率最低达到5%，刻蚀速率为12林m爪，反应

稳定，易于控制，有一定的工业应用前景。

最后，本文提出了一些后续工作的建议，希望刻蚀体系的进一步优化能使

其早日应用于太阳能多晶硅片减反射面制备的工业化生产。

关键字:多晶硅:减反射:酸刻蚀:超声波:HF沮Br