硅片复合绒面制作方法及由该方法制作的硅片与流程

1.本发明涉及光伏制造领域，尤其涉及一种硅片复合绒面制作方法及由该方法制作的硅片。


背景技术：

2.随着光伏技术的发展，大家对于太阳能电池片光电转换效率的要求不断提升。其中，在硅片绒面方面，正金字塔绒面可优化的空间已经较小了。近年来，倒金字塔绒面作为一种更加有效的陷光结构被提出，它能使入射光线在硅片表面多次反射，增加硅片对入射光线的吸收，减少反射，从而提升相应太阳能电池片的短路电流。但是倒金字塔由于深度较深，其钝化效果不如正金字塔，相应太阳能电池片的开路电压会有损失，整体效率相对正金字塔绒面硅片所构成太阳能电池片的效率并没有明显提升，且不利于组件功率。
3.有鉴于此，有必要提供一种改进的技术方案以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一，为实现上述发明目的，本发明提供了一种硅片复合绒面制作方法，其具体设计方式如下。
5.一种硅片复合绒面制作方法，其包括：
6.s1、将硅片放置于第一碱性溶液中进行各向异性蚀刻处理，在所述硅片表面形成正金字塔结构；
7.s2、将形成有正金字塔结构的硅片放置于含有金属离子的第一酸性溶液中进行金属选择性沉积，在所述正金字塔顶部沉积金属颗粒；
8.s3、将沉积有所述金属颗粒的硅片放置于第二酸性溶液中进行金属催化化学腐蚀，在所述正金字塔顶部形成纳米级腐蚀坑；
9.s4、将形成有所述纳米级腐蚀坑的硅片放置于第二碱性溶液中再次进行蚀刻处理，使得所述纳米级腐蚀坑扩大成亚微米级倒金字塔腐蚀坑。
10.进一步，所述第一碱性溶液包括质量百分比浓度为1％-10％的naoh溶液或koh溶液。
11.进一步，所述第一碱性溶液内还包括第一辅助添加剂，所述第一辅助添加剂包括质量百分比浓度为1％～10％的异丙醇或乙醇、质量百分比浓度为1％～10％的四甲基氢氧化铵、以及质量百分比浓度为1％～10％的硅酸钠。
12.进一步，所述s1步骤中，所述第一碱性溶液的温度为50-85℃，各向异性蚀刻处理的时间为200-600s。
13.进一步，所述金属离子包括au

、ag

、cu
2
、pt
2
、ni
2
或pd
2
中的至少一种。
14.进一步，所述第一酸性溶液包括质量百分比浓度为1％-5％的hf溶液。
15.进一步，所述第一酸性溶液内还包括第二辅助添加剂，所述第二辅助添加剂包括质量百分比浓度为1％～10％的蛋白酶以及质量百分比浓度为5％～10％的非离子表面活
性剂。
16.进一步，所述s2步骤中，所述第一酸性溶液的温度为20-40℃，金属选择性沉积的时间为20-200s。
17.进一步，所述第二酸性溶液包括质量百分比浓度为5％-20％的hf溶液以及质量百分比浓度为1％-10％的氧化剂，所述氧化剂包括h2o2、hno3及臭氧水中的至少一种。
18.进一步，所述s3步骤中，所述第二酸性溶液的温度为20-40℃，所述金属催化化学腐蚀的时间为20-200s。
19.进一步，所述第二碱性溶液包括质量百分比浓度为1％-10％的naoh溶液或koh溶液。
20.进一步，所述第二碱性溶液内还包括第三辅助添加剂，所述第三辅助添加剂包括包括质量百分比浓度为1％～10％的异丙醇或乙醇、质量百分比浓度为1％～10％的四甲基氢氧化铵、以及质量百分比浓度为1％～10％的硅酸钠。
21.进一步，所述s4步骤中，所述第二碱性溶液的温度为50-70℃，所述金属催化化学腐蚀的时间为200-600s。
22.进一步，所述s4步骤之后还包括s5步骤：将所述硅片放置于第三酸性溶液中进行清洗。
23.进一步，所述第三酸性溶液包括质量百分比浓度为20％-50％的hno3或10-30ppm的臭氧水。
24.进一步，所述s5步骤中，所述第三酸性溶液的温度为20-40℃，清洗时间为100-300s。
25.本发明还提供了一种硅片，该硅片由以上所述硅片复合绒面制作方法制作而成。
26.本发明的有益效果是：基于本发明所提供的硅片复合绒面制作方法，能够在硅片表面正金字塔结构的顶部形成倒金字塔腐蚀坑，即所获取的硅片表面形成有由正金字塔结构与倒金字塔腐蚀坑共同构成的复合绒面，在具体应用于太阳能电池片的场景中，该复合绒面具有正金字塔钝化效果好、开压高的优点；还能够兼具倒金字塔陷光效果好、电流高、与电极接触面积大、接触电阻小的优势。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。文中所指的正面和背面，仅是针对实施例附图中的位置关系进行的限定，即正面相当于附图的上表面，背面相当于附图中的下表面。
28.图1所示为本发明硅片复合绒面制作方法具体步骤示意图；
29.图2所示为经s1步骤处理后硅片的sem示意图；
30.图3所示为经s2步骤金属选择性沉积后硅片的sem示意图；
31.图4所示为经s4步骤处理后硅片的sem示意图。
32.图中，100为硅片，11为正金字塔，110为纳米级腐蚀坑，12为亚微米级倒金字塔腐蚀坑，200为金属颗粒。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.参考图1所示，本发明所提供的硅片复合绒面制作方法包括：
35.s1、将硅片100放置于第一碱性溶液中进行各向异性蚀刻处理，在硅片100表面形成正金字塔11结构，可参考图2所示结构。
36.s2、将形成有正金字塔11结构的硅片100放置于含有金属离子的第一酸性溶液中进行金属选择性沉积，在正金字塔11顶部沉积金属颗粒200，可参考图3所示。
37.s3、将沉积有金属颗粒200的硅片100放置于第二酸性溶液中进行金属催化化学腐蚀，在正金字塔11顶部形成纳米级腐蚀坑110。
38.s4、将形成有纳米级腐蚀坑110的硅片100放置于第二碱性溶液中再次进行蚀刻处理，使得纳米级腐蚀坑110扩大成亚微米级倒金字塔腐蚀坑12，可参考图4所示结构。
39.可以理解，为便于展示，在图1中，对s2步骤、s3步骤、s4步骤所获取的硅片100结构仅进行了部分展示，各展示部分均与a部分所对应的的位置相匹配。
40.本发明还提供了一种硅片，该硅片由以上所涉及的硅片复合绒面制作方法制作而成。
41.基于本发明所提供的硅片复合绒面制作方法，能够在硅片表面正金字塔11结构的顶部形成倒金字塔腐蚀坑12，即所获取的硅片100表面形成有由正金字塔11结构与倒金字塔腐蚀坑12共同构成的复合绒面，在具体应用于太阳能电池片的场景中，该复合绒面具有正金字塔钝化效果好、开压高的优点；还能够兼具倒金字塔陷光效果好、电流高、与电极接触面积大、接触电阻小的优势。具体实施过程中，由于倒金字塔腐蚀坑12形成于正金字塔11顶端，其对由该硅片100所制作太阳能电池片的钝化影响小。
42.更为具体的一些实施例中，第一碱性溶液包括质量百分比浓度为1％-10％的naoh溶液或koh溶液。优选地，所述第一碱性溶液内还包括第一辅助添加剂，所述第一辅助添加剂包括质量百分比浓度为1％～10％的异丙醇或乙醇、质量百分比浓度为1％～10％的四甲基氢氧化铵、以及质量百分比浓度为1％～10％的硅酸钠。
43.在本发明具有第一辅助添加剂的第一碱性溶液中，第一辅助添加剂可以控制各向异性蚀刻处理的反应速率，进而使得硅片100表面的金字塔11结构相对更为均匀。
44.进一步，在s1步骤中，第一碱性溶液的温度为50-85℃，各向异性蚀刻处理的时间为200-600s。
45.通常，s2步骤中所涉及的金属离子包括au

、ag

、cu
2
、pt
2
、ni
2
或pd
2
中的至少一种。基于这些金属离子，在正金字塔12顶部沉积的金属颗粒200相应的可以是au、au、ag、cu、pt、ni或pd颗粒。
46.s2步骤中所涉及的第一酸性溶液包括质量百分比浓度为1％-5％的hf溶液。作为优选的所述第一酸性溶液内还包括第二辅助添加剂，所述第二辅助添加剂包括质量百分比浓度为1％～10％的蛋白酶以及质量百分比浓度为5％～10％的非离子表面活性剂。
47.在s2步骤中，由于正金字塔的结构特性，金属颗粒200在正金字塔11顶部的沉积速
率远远大于其它位置处的沉积速率。本实施例中所提供的第一辅助添加剂可以抑制金属颗粒200在硅片100表面的沉积速率，其在具体作用时对正金字塔11顶部位置处金属颗粒200的沉积抑制作用有限，进而使得大部分金属颗粒200沉积在正金字塔11顶部，具体可参考图3所示。
48.具体实施过程中，在s2步骤中，第一酸性溶液的温度为20-40℃，金属选择性沉积的时间为20-200s。
49.本发明的一些具体实施例中，s3步骤中所涉及的第二酸性溶液包括质量百分比浓度为5％-20％的hf溶液以及质量百分比浓度为1％-10％的氧化剂，氧化剂包括h2o2、hno3及臭氧水中的至少一种。优选地，在s3步骤中，第二酸性溶液的温度为20-40℃，金属催化化学腐蚀的时间为20-200s。
50.在本发明s4步骤中，所涉及的第二碱性溶液包括质量百分比浓度为1％-10％的naoh溶液或koh溶液。优选地，所述第二碱性溶液内还包括第三辅助添加剂，所述第三辅助添加剂包括包括质量百分比浓度为1％～10％的异丙醇或乙醇、质量百分比浓度为1％～10％的四甲基氢氧化铵、以及质量百分比浓度为1％～10％的硅酸钠。具体实施时，可以与第一辅助添加剂配比完全一致。
51.在s4步骤中，由于纳米级腐蚀坑110的存在，正金字塔12顶部相对其它位置处更为疏松，使得第二碱性溶液对正金字塔12的顶部位置时蚀刻速率相对其它位置更快，进而可在纳米级腐蚀坑110的基础上形成亚微米级倒金字塔腐蚀坑12，可参考图4所示。在本发明具有第三辅助添加剂的第二碱性溶液中，第三辅助添加剂可以优化蚀刻处理的反应速率，进而能防止正金字塔11除顶部外的其它位置处被过多腐蚀。
52.在本发明的一些具体实施过程中，s4步骤中第二碱性溶液的温度为50-70℃，金属催化化学腐蚀的时间为200-600s。
53.本本发明的又一些实施例中，s4步骤之后还包括s5步骤：将硅片放置于第三酸性溶液中进行清洗。通过s5处理可以将硅片100表面的金属颗粒200及其它金属杂质去除，进而使得硅片100具有较为清洁的表面。
54.具体实施时，第三酸性溶液包括质量百分比浓度为20％-50％的hno3或10-30ppm的臭氧水。优选地，s5步骤中，第三酸性溶液的温度为20-40℃，清洗时间为100-300s。
55.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。