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本研究論文通過(guò)防止?jié)穹ㄎg刻造成過(guò)多的晶體硅損耗，以降低原材料，實(shí)現(xiàn)在用薄基板材料的生產(chǎn)效率和低值化、高效。為查明進(jìn)入率的表面組織對(duì)異種結(jié)太陽(yáng)能電池特性的依賴性，進(jìn)行表面組織并隨之產(chǎn)生的硅基板表面缺陷，分析了非晶硅薄膜的被動(dòng)特性變化，最后試圖確定這種特性變化對(duì)異種結(jié)太陽(yáng)能電池運(yùn)動(dòng)特性的影響。
用不同方法洗脫的晶片和未進(jìn)行洗脫處理的問(wèn)題晶片、繪制正常晶片，用Fourier變換基礎(chǔ)輻射(FTIR)進(jìn)行了測(cè)量，并用計(jì)算機(jī)程序Origin對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，?以分析的結(jié)果為基礎(chǔ)，了解了污染物的特性，確定了不同洗凈方法是否能去除妖染物質(zhì)以及洗凈效果等，并對(duì)每種方法洗凈后的晶片進(jìn)行表面蝕刻處理，用肉眼確認(rèn)是否有正常的表面處理結(jié)果，并用反射率（reflectance）測(cè)量?jī)x對(duì)表面處理結(jié)果及改善程度進(jìn)行了測(cè)量分析。 以分析的結(jié)果為依據(jù)，確立了洗凈效果最好的前處理洗凈方法。
本實(shí)驗(yàn)采用太陽(yáng)能電池Si基板，單晶硅的各向異性（anisotropic）紋理（Texturing）被認(rèn)為是太陽(yáng)能電池中有效減少光反射的一種方法，一般采用在NaOH或KOH中加入isopropyl alcohol(IPA)的溶液，這些溶液在（100）方向形成不均勻（random）的upright pyramid，紋理（Texture）后，在400~1100nm波長(zhǎng)區(qū)域，silicon表面的平均反射率降低約36%到12%。
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圖4-29表面組織后的表面AFM測(cè)量
為了確定添加劑的加入與傳統(tǒng)的NaOH蝕刻相比，表面結(jié)構(gòu)有多大程度的提高，用亞微米(AFM)進(jìn)行了測(cè)定，?從圖4-29和圖4-30可以看到，與傳統(tǒng)NaOH蝕刻相比，添加劑+NaOH的蝕刻的表面結(jié)構(gòu)明顯密布，金字塔尺寸的分布也相當(dāng)密集，金字塔尺寸的分布圖顯示，與傳統(tǒng)NaOH蝕刻相比，添加劑+NaOH蝕刻提高了48%。
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圖4-30 表面組織后表面棱錐體尺寸分布圖
表面紋理工藝被視為太陽(yáng)能電池制作中非常重要的因素之一，表面紋理是在bare硅晶片表面上形成微單位金字塔結(jié)構(gòu)的化學(xué)工藝之一，硅烷表面各向異性（anisotropic）蝕刻在加熱的氫氧化鈉（NaOH）或氫氧化鉀(KOH)溶液中處理是可行的，采用70~90℃溫度稀釋（1~2%），此外，在紋理工藝執(zhí)行期間，使用了10%異丙醇溶液來(lái)執(zhí)行因反應(yīng)速率降低而引起的均勻晶片表面紋理，單晶硅本實(shí)驗(yàn)采用太陽(yáng)能電池Si基板，單晶硅的各向異性 紋理（Texturing）的堿性溶液蝕刻，Saw Damage Removal(SDR)過(guò)程是在8%的氫氧化鈉（NaOH）上，在溫度80~82℃的條件下蝕刻2分鐘，用分析的滴定SDR使蝕刻量最小化； Texture溶液是在溫度83~85℃，在2%氫氧化鈉（NaOH）中加入8%異丙醇(IPA)進(jìn)行的。
本研究是針對(duì)可高效化、低溫工藝、低成本化等的異種結(jié)太陽(yáng)能電池的硅基板進(jìn)行表面組織化（Texture）實(shí)驗(yàn)，以研發(fā)可靠的異種結(jié)太陽(yáng)能電池，利用傳統(tǒng)NaOH蝕刻和添加劑+NaOH蝕刻，研究了更有效的半導(dǎo)體級(jí)硅晶片的表面處理。評(píng)估了太陽(yáng)電池級(jí)/半導(dǎo)體級(jí)晶片的表面研究，得到如下結(jié)果:（1）一般情況下，晶體硅晶片的蝕刻工藝采用“Saw Damage Removal(SDR)+Texture”的方式進(jìn)行，會(huì)導(dǎo)致過(guò)度的表面蝕刻，從而提高晶片的損耗率， 提出了利用各向同性蝕刻準(zhǔn)確簡(jiǎn)便地分析太陽(yáng)電池級(jí)晶片的索烏-傷害深度的方案，從而設(shè)定了硅晶片的最小蝕刻量標(biāo)準(zhǔn)，并將SDR工藝縮小化， 提出了最小化蝕刻量以減少薄型化硅晶片破損率的方案；（二） 針對(duì)傳統(tǒng)NaOH蝕刻可能帶來(lái)的半導(dǎo)體級(jí)晶片中微蝕刻區(qū)及表面金字塔結(jié)構(gòu)粗化的問(wèn)題，利用添加劑實(shí)行稠密均勻的表面組織化，比傳統(tǒng)NaOH蝕刻提高48%的稠密表面金字塔結(jié)構(gòu)， 這是一種適用于異種結(jié)太陽(yáng)能電池的表面實(shí)現(xiàn)，利用復(fù)合站點(diǎn)少于太陽(yáng)能電池級(jí)晶片的半導(dǎo)體級(jí)硅晶片實(shí)現(xiàn)了電流增益，用異種結(jié)太陽(yáng)能電池制作的適宜均勻的表面結(jié)構(gòu)保證了穩(wěn)定的a-Si薄膜的沉積，使載體生命時(shí)間上升1000微米以上，達(dá)到了Voc上升的效果。