本文章將對表面組織工藝優化進行研究，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間和成本上都比較優秀，主要適用于太陽能電池量產工藝。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進行了實驗，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，但也會加入CH3COOH，觀察各溶液的化學反應式和機理，HNO3與Si作用首先產生SiO2氧化物，SiO2被HF蝕刻生成H2O和H2SiF6，H2SiF6 由于是水溶性物質，對化學反應作用影響不大。

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，從而對蝕刻速度產生影響。 本實驗通過相同條件的溶液給蝕刻時間以變化（15秒、30秒、45秒、60秒），分析表面形貌變化，并進行反射率及效率測定。實驗使用的基片為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.實驗進行順序如圖1所示。

?

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秒的時間變化，用光學顯微鏡(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，隨著時間的推移，我們會看到組織的形成,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間的推移逐漸增大，數量減少，這是隨著工藝時間的延長而形成的表面組織相互合并而形成的。 即尺寸增大的同時數目逐漸減少,表面組織的大小和數目對晶體晶片的反射率有影響,而隨著工藝時間的延長，蝕刻量增加，厚度越來越薄。

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

圖3是反射率測量結果的曲線圖，在400～600納米波長范圍內，60秒時反射率最高，在600～1000納米波長范圍內，bare狀態的反射率最高。在1000～1200納米波長范圍內，反射率最高，bare狀態的反射率很低，綜合來看，最初bare狀態下，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秒的時間，表面組織的形態細長，形成了，光入射的角度也提高了，形成了一個能鎖住很多光的結構，反射率最低，但是隨著時間的推移，像針孔這樣的窄寬度表面組織的數量增加了，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的反射率和效率變化， 以相同溶液為基準，從晶片表面隨時間的變化來看，在15秒時反射率最低，并且可以看到反射率隨時間增加的現象。在45秒時，光轉換效率最高，15秒時效率最低，確定了低反射率與高效率不直接相關。這是因為表面狀態不同對后續工藝的影響較大，其中電極形成工藝受影響較大。考慮了后續工藝的表面，組織研究將是必要的，特別是對低反射率和易于形成電極的表面進行研究。 總之，為了接近太陽能電池的低價化和高效率，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