结晶系硅太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池，更具体地涉及通过结晶系硅基板来进行制备的结晶系硅太阳能电池的制备方法。该方法包括：用酸性水溶液蚀刻从结晶系硅锭处切片的结晶系硅基板，从而在基板的外表面形成多个第一凹凸部的第一表面处理步骤；对通过上述第一表面处理步骤形成了上述第一凹凸部的基板外表面的受光面进行干法蚀刻，从而形成小于上述第一凹凸部的多个第二凹凸部的第二表面处理步骤；利用等离子掺杂工艺在“上述第一表面处理步骤前”，“上述第一表面处理步骤后及上述第二表面处理步骤前”，以及“上述第二表面处理步骤后”中的至少一个时间点在上述基板表面形成半导体层的半导体层形成步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池，更具体地涉及通过结晶系硅基板来进行制备的的。
技术介绍
太阳能电池(Solar Cell)是应用光电效应之一的光伏效应来产生电动势的电池。太阳能电池根据基板材质的不同分为硅系太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、化合物或积层型太阳能电池。上述硅系太阳能电池又可分为如单晶硅及多晶硅的结晶系硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池。太阳能电池的效率由基板的反射率等各种变量决定，可通过使在接受光表面上的光反射，即，使反射率最小化来使效率最大化。另一方面，为了提高太阳能电池的效率，在制造费用低廉的结晶系硅太阳能电池领域，也在研究使光的反射率最小化等多种方案。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种，该方法能够使太阳能电池用硅基板表面的光反射最小化。本专利技术的另一目的在于提供一种能够提高太阳能电池制备工艺效率的结晶系太阳能电池的制备方法，进一步地，该方法能够使用于制备太阳能电池的装置系统化。( 二 )技术方案为达到上述目的，本专利技术公开了一种，该方法包括用酸性水溶液蚀刻从结晶系硅锭处切片的结晶系硅基板，从而在基板的外表面形成多个第一凹凸部的第一表面处理步骤；对通过上述第一表面处理步骤形成了上述第一凹凸部的基板外表面的受光面进行干法蚀刻，从而形成小于上述第一凹凸部的多个第二凹凸部的第二表面处理步骤；利用等离子掺杂工艺在“上述第一表面处理步骤前”，“上述第一表面处理步骤后及上述第二表面处理步骤前”，以及“上述第二表面处理步骤后”中的至少一个时间点在上述基板表面形成半导体层的半导体层形成步骤。上述第一表面处理步骤中的上述酸性水溶液可以包括HNO3及HF。在上述第一表面处理步骤之前，还可包括基板损伤处理步骤，其是用酸性水溶液或碱性水溶液去除掉从结晶系硅锭处切片的结晶系硅基板的损伤的步骤。在上述第一表面处理步骤之后还可包括去除上述第一表面处理步骤所产生的杂质的第一清洗工序；用碱性化合物将上述基板外表面残存的多孔性二氧化硅进行部分蚀刻处理的次级蚀刻工序；在上述次级蚀刻工序后，去除基板外表面残存的杂质的第二清洗工序；以及在上述第二清洗工序后对基板进行干燥处理的干燥工序。在上述第一表面处理步骤之后、上述第二表面处理步骤之前，或者在第二表面处4理步骤之后还可包括对在上述第一表面处理步骤中形成了上述第一凹凸部的基板外表面中要形成防反射膜的表面的反面，即背面进行干法蚀刻，来去除上述背面上所形成的第一凹凸部的背面凹凸部去除步骤。上述第二凹凸部的截面实际上呈三角形状，且其靠近上述第一凹凸部顶部的边短于其对侧的边。上述结晶系硅基板可以使用单结晶硅基板或是多结晶硅基板。在第一表面处理步骤之后，当把上述结晶系硅基板的外表面中要形成防反射膜的表面完全是平面的状态时的上述表面的面积作为理想面积时，在上述第一表面处理步骤中被蚀刻的上述表面的实际表面积与理想面积的面积比可为1. 2至3. 2。上述半导体层形成步骤包括为了在上述基板上形成半导体层，喷射含有杂质的气体，从而形成等离子体，来向基板内部注入离子的离子注入步骤；在上述离子注入步骤后，将上述基板进行加热，以活化注入到基板内的离子的加热步骤。上述半导体层形成步骤可以和上述第二表面处理步骤在一个处理室中实施。用于实施上述半导体层形成步骤的处理室和用于实施第二表面处理步骤的处理室可以以插入或集群的形式来设置。(三)有益效果本专利技术所提供的太阳能电池的制备方法通过以湿法蚀刻的第一表面处理步骤来一次形成凹凸部，并根据干法蚀刻的第二表面处理步骤来二次形成微细凹凸部，因而具有能够显著地降低基板的反射率进而提高太阳能电池的效率的优点。特别地，通过不使用在高温下进行蚀刻的碱性水溶液，而使用在低温下进行蚀刻的酸性水溶液来实施第一表面处理步骤，因而具有提高工艺的再现性及可靠性的优点。并且在第一表面处理步骤中，使被蚀刻的上述结晶系硅基板的实际表面积及理想面积的面积比为1. 2 3. 2，因而通过表面处理可最大限度地减少反射率。并且本专利技术所涉及的太阳能电池制备方法，由于包括使用湿法蚀刻形成凹凸部的第一表面处理步骤，所以具有能够缩短用于形成微细凹凸部的干法蚀刻工序所花费的时间的优点。并且本专利技术所涉及的太阳能电池制备方法，由于包括使用湿法蚀刻形成凹凸部的第一表面处理步骤，因而在实施干法蚀刻的第二表面处理步骤中对多个基板进行蚀刻的情况下，具有能够改善基板边缘部位的色差(Color Difference)的优点。并且，本专利技术所涉及的太阳能电池制备方法，使用等离子体注入法来形成半导体层，因而容易对所要求的半导体层的浓度、深度等进行控制，进而具有能够形成图案化的半导体层的优点。此外，本专利技术所涉及的太阳能电池制备方法，使用等离子体注入法来形成半导体层，并且在表面处理步骤当中将利用RIE等第二表面处理步骤在一个处理室内进行处理， 或以插入或集群的形态来系统化，因而具有能够使得制备太阳能电池的整个工序更加有效系列化或系统化的优点。附图说明图1为展现太阳能电池构造的截面5图2为展现本专利技术所涉及的太阳能电池制备方法的流程图；图3为展现图2太阳能电池制备方法中的表面处理步骤的流程图；图4a为由图3所涉及的基板的表面处理方法的第一表面处理步骤而被进行一次表面处理后的基板的部分截面图；图4b及图4c各自为展现一次表面处理后，面积比小于 1. 2及大于3. 2的情况的部分截面图；图5为展现根据图3所涉及的基板的表面处理方法而形成了凹凸部的状态的示意图；图6为展现根据本专利技术所涉及的基板的表面处理方法而经过第一表面处理步骤及第二表面处理步骤后的基板的部分截面图。符号说明1 基板10 第一凹凸部20 第二凹凸部具体实施例方式下面结合附图对本专利技术所涉及的有关进行详细说明。图1为展现太阳能电池构造的截面图，图2为展现本专利技术所涉及的太阳能电池制备方法的流程图。作为可适用本专利技术所涉及的太阳能电池制备方法所制备的太阳能电池的一例，如图1所示，可包括形成p-n结结构即形成了一个以上的半导体层的基板1 ；在受光的基板1 的上表面，即受光面(以下叫做“表面”)及底面(以下均叫做“背面”)形成的上面电极2 及背面电极3 ；以及形成于基板1的表面的防反射膜4。这里上述基板1为结晶系硅材质，更优选为多结晶系硅材质。并且上述太阳能电池为了增大受光面积，也可以在受光面上不形成电极，只在背面形成电极。并且如图2所示，上述太阳能电池的制备方法包括在硅基板1的表面形成凹凸部的表面处理步骤S20 ；在表面处理步骤S20之后，在基板1形成至少一个半导体层的半导体层形成步骤S30 ；在半导体层形成步骤S30之后，在基板1的表面形成防反射膜4的防反射膜形成步骤S40 ；以及在基板1的表面形成至少一个以上的电极2、3的电极形成步骤S50。1)表面处理步骤S20图3为展现图2太阳能电池制备方法中的表面处理步骤的流程图。如图3所示，上述表面处理步骤S20包括将从结晶系硅锭处切片的结晶系硅基板 1用酸性水溶液进行蚀刻，在基板1的外表面形成多个第一凹凸部10的第一表面处理步骤 S210 ；以及在通过第一表面处理步骤S210形成了多个第一凹凸部10的基板1的外表面中， 对要形成防反射膜4的基板1的表面进行干法蚀刻进而形成多个第二凹凸部20的第二表面处理步骤S230。上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种结晶系硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，该方法包括：用酸性水溶液蚀刻从结晶系硅锭处切片的结晶系硅基板，从而在基板的外表面形成多个第一凹凸部的第一表面处理步骤；对通过上述第一表面处理步骤形成了上述第一凹凸部的基板外表面的受光面进行干法蚀刻，从而形成小于上述第一凹凸部的多个第二凹凸部的第二表面处理步骤；利用等离子掺杂工艺在“上述第一表面处理步骤前”，“上述第一表面处理步骤后及上述第二表面处理步骤前”，以及“上述第二表面处理步骤后”中的至少一个时间点在上述基板表面形成半导体层的半导体层形成步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金炳埈，
申请(专利权)人：金炳埈，
类型：发明
国别省市：KR