引言

　　氫氧化鉀(KOH)和添加劑2-丙醇(異丙醇，IPA)通常用于單晶硅片的堿性織構(gòu)化，以減少其反射。氫氧化鉀和異丙醇在水中的蝕刻混合物需要明確定義氫氧化鉀和異丙醇的水平，以消除鋸損傷，并獲得完全隨機(jī)金字塔覆蓋的紋理。蝕刻速率和紋理化工藝取決于鍍液溫度、氫氧化鉀濃度、硅濃度和異丙醇濃度等。在此過程中，由于異丙醇的沸點(diǎn)較低(82℃)，鍍液的組成發(fā)生了變化。在這個(gè)過程中它很容易蒸發(fā)，必須定期重做。為了簡(jiǎn)化添加劑和獲得更高的初始異丙醇濃度，應(yīng)該測(cè)量和控制它。這可以通過高效液相色譜(HPLC)作為直接方法或表面張力作為間接方法來實(shí)現(xiàn)。異丙醇具有表面活性，可降低溶液的表面張力。由于異丙醇被頻繁重做，紋理浴的異丙醇濃度保持恒定是可能的。

　　實(shí)驗(yàn)

　　所有組織化實(shí)驗(yàn)都使用。所有的紋理化實(shí)驗(yàn)都使用濕式化學(xué)工業(yè)批量工廠和標(biāo)準(zhǔn)單晶硅晶片(12.5x12.5cm2，電阻范圍1.0-3.0Ωcm，p摻雜)進(jìn)行。一半的晶圓被用作切割，另一半被看到損傷蝕刻。在紋理化過程中，空氣-液體表面張力由SITA science line t60張力和定制的溢流測(cè)量池在線測(cè)量。當(dāng)連續(xù)測(cè)量表面張力和溫度時(shí)，紋理浴的蝕刻溶液保持流過測(cè)量池。 還通過高效液相色譜(HPLC)每四分鐘在線分析IPA濃度，其中來自測(cè)量池的樣品用蠕動(dòng)泵泵送通過注射閥并自動(dòng)注射到HPLC系統(tǒng)中，見圖1。此外，就在晶片進(jìn)入槽中之前，在離線取樣之后，通過滴定檢測(cè)氫氧化鉀和硅酸鹽的量。對(duì)于濃度變化實(shí)驗(yàn)，初始浴濃度為10和28克/升氫氧化鉀和20和60克/升氫氧化鉀和異丙醇的四種組合的低和高氫氧化鉀和異丙醇濃度，總是具有1克/升硅。在由比例積分微分控制器控制的組織化過程中，異丙醇濃度保持恒定。

　　太陽(yáng)能電池工藝和特性。紋理化后，所有的晶圓都使用標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)一步加工成太陽(yáng)能電池。其特征包括對(duì)浴缸成分(氫氧化鉀、Si、IPA)以及紋理特性和太陽(yáng)能電池性能的分析。在晶圓過程中，每邊的硅去除率和蝕刻率是通過測(cè)量的。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用紫外/VIS/NIR光譜光度計(jì)測(cè)量紋理晶片的反射，并計(jì)算加權(quán)反射值。采用共聚焦顯微鏡分析其表面結(jié)構(gòu)，并拍攝掃描電鏡照片。共焦顯微鏡的空間溶解高度數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差被計(jì)算作為金字塔尺寸的參數(shù)。太陽(yáng)能電池性能通過靜脈注射測(cè)量進(jìn)行測(cè)試。

　　結(jié)果和討論

　　水溶液中有機(jī)分子，如醇的濃度可以通過高效液相色譜進(jìn)行分析。太陽(yáng)能電池過程中使用的堿性濕化學(xué)浴的異丙醇濃度可以通過高效液相色譜法直接測(cè)量，無需稀釋。 與水相比，堿性樣品被分離，而異丙醇被延遲，無機(jī)組分被加速。異丙醇峰面積與異丙醇濃度相關(guān)。

　　異丙醇是一種降低液體中空氣表面張力的表面活性化合物。當(dāng)在紋理化過程中測(cè)量浴溶液的表面張力和異丙醇濃度時(shí)，表面張力與異丙醇濃度成反比(圖2)。 堿性變形浴溶液的表面張力隨著異丙醇濃度的降低而增加。

　　為了達(dá)到最初的異丙醇濃度，必須重做異丙醇。測(cè)試了不同的劑量。通常，當(dāng)蝕刻溶液的表面張力和蝕刻速率較高時(shí)，氫氧化鉀/異丙醇紋理化晶片的反射較高?，F(xiàn)在知道了異丙醇濃度和表面張力之間的關(guān)系，就可以知道實(shí)際的表面張力來確定異丙醇的確切用量。當(dāng)異丙醇以正確的量重新加入時(shí)，可以達(dá)到多次運(yùn)行的初始異丙醇濃度(圖3，運(yùn)行2到6)。目標(biāo)濃度是運(yùn)行2的初始異丙醇濃度.異丙醇浴條件在幾次運(yùn)行中具有良好的重現(xiàn)性。

總結(jié)

　　堿性紋理化被廣泛用于將單晶硅加工成太陽(yáng)能電池。最常用的方法是用氫氧化鉀和異丙醇進(jìn)行堿性組織化。由于異丙醇的沸點(diǎn)較低，因此有必要對(duì)其進(jìn)行重做。為了簡(jiǎn)化再給藥過程，可以開發(fā)一種以表面張力為控制參數(shù)的異丙醇計(jì)量裝置。比例積分微分控制器可以保持堿性變形浴中異丙醇濃度恒定。這是為了找到具有小金字塔的均勻紋理的紋理化條件。對(duì)于最初被鋸壞的晶片和被切割的晶片，在高氫氧化鉀濃度和高異丙醇濃度下獲得最佳參數(shù)。

　　審核編輯：鄢孟繁