En la producción de células solares, el rendimiento y la tasa de conversión fotoeléctrica de las células solares de oblea de silicio están estrechamente relacionados con la estructura de la superficie de las células solares. Por lo tanto, el grabado químico y el texturizado de obleas de silicio es un proceso importante durante el proceso de fabricación, cuyo objetivo es reducir la reflectividad de la superficie de la oblea de silicio, aumentar la absorción de luz y aumentar la densidad de los portadores fotogenerados, mejorando así la tasa de conversión fotoeléctrica de la celda solar.

Principio del proceso de texturizado por grabado químico.

El principio del grabado químico y texturizado de células solares de silicio es utilizar la anisotropía o isotropía de los cristales de silicio para hacer que las obleas de silicio con diferentes caras o direcciones de cristal se graben a diferentes velocidades en la solución química, formando así diferentes formas y tamaños en la superficie. de la oblea de silicio. estructura de gamuza. La estructura texturizada puede aumentar la rugosidad de la superficie de la oblea de silicio, reducir el reflejo de la luz, aumentar la absorción de la luz, cambiar el ángulo de incidencia y la trayectoria de propagación de la luz, formar trampas de luz, aumentar la densidad de los portadores fotogenerados, mejorando así la tasa de conversión fotoeléctrica de la célula solar. .

Imágenes comparativas antes y después del texturizado por grabado químico.

El grabado químico y el texturizado de células solares de silicio se pueden realizar mediante texturizado alcalino y texturizado con ácido. La texturización alcalina utiliza soluciones alcalinas, como hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o hidróxido de tetrametilamonio, etc., para realizar diversos procesos en la oblea de silicio. La corrosión anisotrópica es adecuada principalmente para obleas de silicio monocristalino. La texturización ácida utiliza soluciones ácidas, como una solución de ácido acético o una solución acuosa de ácido nítrico y ácido fluorhídrico, para realizar el grabado isotrópico de obleas de silicio. Es principalmente adecuado para obleas de silicio policristalino.

Texturizado alcalino de células solares de silicio.

La textura alcalina es adecuada principalmente para obleas de silicio monocristalino. Utiliza una solución alcalina para grabar anisotrópicamente la superficie de la oblea de silicio para formar una estructura de textura en forma de pirámide. La estructura de textura piramidal se debe a la estructura reticular de diamante del cristal de silicio. Los átomos de silicio en diferentes caras del cristal tienen diferentes energías, lo que da como resultado que la solución alcalina corroa diferentes caras del cristal a diferentes velocidades. La estructura texturizada de la pirámide puede reducir efectivamente la reflectividad de la superficie de la oblea de silicio, alcanzando generalmente menos del 10%, mientras que la reflectividad de la superficie de la oblea de silicio no texturizada es generalmente superior al 30%.

Los parámetros del proceso de texturizado alcalino incluyen principalmente la concentración, temperatura, tiempo, aditivos, etc. de la solución alcalina. Estos parámetros afectarán la forma, tamaño, distribución, uniformidad, etc. de la estructura de textura, afectando así el rendimiento de la célula solar. En términos generales, cuanto mayor es la concentración de la solución alcalina, mayor es la temperatura, mayor es el tiempo, más rápida es la velocidad de corrosión, mayor es la estructura de la textura y menor es la reflectividad. Sin embargo, una corrosión excesiva provocará la pérdida de la oblea de silicio y la degradación de la estructura texturizada. destruir.

Texturizado ácido de células solares de silicio.

La texturización ácida es adecuada principalmente para obleas de silicio policristalino. Utiliza una solución ácida para grabar isotrópicamente la superficie de la oblea de silicio para formar una estructura de textura de panal. La textura de panal se debe al hecho de que el silicio policristalino está compuesto de granos con diferentes orientaciones cristalinas y la solución ácida corroe diferentes granos al mismo ritmo. Las obleas de silicio policristalino no son adecuadas para el grabado anisotrópico con soluciones alcalinas. Esto se debe a que las velocidades de grabado en diferentes direcciones de grano son diferentes, lo que da como resultado cambios no uniformes en el espesor de las obleas de silicio, y hay una gran cantidad de límites de grano en las obleas de silicio policristalino. Se producirán dislocaciones que afectarán el rendimiento de las células solares. El proceso de texturizado ácido incluye principalmente dos reacciones químicas básicas. La primera etapa es la reacción del silicio y el ácido nítrico para generar óxidos de nitrógeno y cationes de silicio. La segunda etapa es la reacción de cationes de silicio y ácido fluorhídrico para generar hexafluoruro. Ácido silícico y agua.