本文章將對(duì)表面組織工藝優(yōu)化進(jìn)行研究，多晶硅晶片表面組織化工藝主要分為干法和濕法，其中利用酸或堿性溶液的濕法蝕刻工藝在時(shí)間和成本上都比較優(yōu)秀，主要適用于太陽能電池量產(chǎn)工藝。本研究在多晶晶片表面組織化工藝常用的HF/HNO3混合溶液中加入CH3COOH進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過濕法蝕刻工藝得到的多晶硅晶片的反射率和太陽能電池的光轉(zhuǎn)換效率變化，試圖為濕法蝕刻找到合適的條件。

濕法蝕刻工藝主要用于多晶晶片的表面組織化，在多晶晶片中，每個(gè)晶粒的蝕刻形狀都不同，因此采用酸溶液各向同性蝕刻，濕法蝕刻的酸溶液是HF和HNO3，雖然常見的是與DI混合的溶液，但也會(huì)加入CH3COOH，觀察各溶液的化學(xué)反應(yīng)式和機(jī)理，HNO3與Si作用首先產(chǎn)生SiO2氧化物，SiO2被HF蝕刻生成H2O和H2SiF6，H2SiF6 由于是水溶性物質(zhì)，對(duì)化學(xué)反應(yīng)作用影響不大。

通過改變濕法蝕刻溶液中HNO3和HF的濃度，可以改變蝕刻速度和表面組織化，H2O稀釋了HNO3的濃度，CH3COOH減少了HNO3的降解，從而對(duì)蝕刻速度產(chǎn)生影響。 本實(shí)驗(yàn)通過相同條件的溶液給蝕刻時(shí)間以變化（15秒、30秒、45秒、60秒），分析表面形貌變化，并進(jìn)行反射率及效率測(cè)定。實(shí)驗(yàn)使用的基片為boron興奮劑的p-type多晶晶片，具有1~3·cm，具有非電阻、200微米厚、尺寸為15.6×15.6 cm2.實(shí)驗(yàn)進(jìn)行順序如圖1所示。

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圖2顯示了HF（5O%）: HNO3（65%）: CH3COOH（99%）:DI中的10:20:10: 在以10(vol)的比例混合的溶液中加入15秒，30秒， 通過45秒、60秒的時(shí)間變化，用光學(xué)顯微鏡(OM)觀察變化的樣子,在15秒的條件下，硅微泡表面還沒有形成表面組織，隨著時(shí)間的推移，我們會(huì)看到組織的形成,在15秒工藝條件下，可以看出原來體積較小的表面組織形貌隨著時(shí)間的推移逐漸增大，數(shù)量減少，這是隨著工藝時(shí)間的延長(zhǎng)而形成的表面組織相互合并而形成的。 即尺寸增大的同時(shí)數(shù)目逐漸減少,表面組織的大小和數(shù)目對(duì)晶體晶片的反射率有影響,而隨著工藝時(shí)間的延長(zhǎng)，蝕刻量增加，厚度越來越薄。

表面形態(tài)及厚度隨時(shí)間變化的平均反射率測(cè)量結(jié)果顯示在圖3中，在300~1200nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，barewafer的反射率為32%，但隨著工藝時(shí)間的延長(zhǎng)，在15秒時(shí) 反射率為24.7%，30秒后平均反射率上升。

圖3是反射率測(cè)量結(jié)果的曲線圖，在400～600納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)，60秒時(shí)反射率最高，在600～1000納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)，bare狀態(tài)的反射率最高。在1000～1200納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)，反射率最高，bare狀態(tài)的反射率很低，綜合來看，最初bare狀態(tài)下，通過texturing在表面上沒有形成表面組織，所以平均反射率很高，給15秒的時(shí)間，表面組織的形態(tài)細(xì)長(zhǎng)，形成了，光入射的角度也提高了，形成了一個(gè)能鎖住很多光的結(jié)構(gòu)，反射率最低，但是隨著時(shí)間的推移，像針孔這樣的窄寬度表面組織的數(shù)量增加了，多晶硅晶片在acid溶液中的texturing過程是可以理解的，HNO3溶液中的O2在texturing過程中形成氧化膜，有助于部分蝕刻，但隨著texturing時(shí)間的增加，O2含量減少，最終表面逐漸polishing，反射率降低。

本研究了解了多晶硅太陽能電池表面形態(tài)的反射率和效率變化， 以相同溶液為基準(zhǔn)，從晶片表面隨時(shí)間的變化來看，在15秒時(shí)反射率最低，并且可以看到反射率隨時(shí)間增加的現(xiàn)象。在45秒時(shí)，光轉(zhuǎn)換效率最高，15秒時(shí)效率最低，確定了低反射率與高效率不直接相關(guān)。這是因?yàn)楸砻鏍顟B(tài)不同對(duì)后續(xù)工藝的影響較大，其中電極形成工藝受影響較大。考慮了后續(xù)工藝的表面，組織研究將是必要的，特別是對(duì)低反射率和易于形成電極的表面進(jìn)行研究。 總之，為了接近太陽能電池的低價(jià)化和高效率，可能需要通過大量的研究來分析部分因素，并向更高的效率靠攏。

　　審核編輯：湯梓紅