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本文研究了化學(xué)預(yù)處理對(duì)硅表面質(zhì)量和紋理均勻性的影響，結(jié)果表明，為了更好的紋理均勻性，鋸晶片的初始硅表面應(yīng)處理以清除有機(jī)和金屬污染，然后去除有機(jī)溶劑痕跡并看到損壞的硅層蝕刻，對(duì)光致發(fā)光衰減的額外測(cè)量證實(shí)了由a-si：H鈍化的紋理晶片的高質(zhì)量和均勻性，本文研究了表面制備對(duì)硅片紋理均勻性的影響。

采用光學(xué)顯微鏡、蔡司光學(xué)顯微鏡和光學(xué)CIS掃描儀進(jìn)行初級(jí)表面表征，表面掃描為所有樣品提供了相同的明亮和對(duì)比度設(shè)置，為了揭示受損硅層的存在，在紋理化100nm的a-Si：H后用牛津等離子體設(shè)備將其沉積在每個(gè)硅表面，然后進(jìn)行光致發(fā)光(PL)衰變測(cè)量。此外，硅中的PL衰減密切地反映了少數(shù)載流子的動(dòng)力學(xué)，可用于局部壽命值的估計(jì)，采用圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了二維PL衰減時(shí)間的測(cè)量。

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圖2

在樣品1的表面，未進(jìn)行預(yù)處理(圖3a)，存在一些局部不均勻的區(qū)域，主要是由于漿液鋸切的影響，在20%氫氧化鉀之前的紋理處理中，去除10m的損傷層，減少了不均勻性的數(shù)量(圖3b)，不含IPA的濃縮加熱氫氧化鉀溶液導(dǎo)致硅表面窒息。包括用來(lái)去除有機(jī)污染的四氯化碳→IPA清洗階段，導(dǎo)致了紋理化后硅表面的不均勻性的增加(圖3c)，這可能是由于有機(jī)溶劑從粗糙的切割硅片表面去除的困難，有機(jī)物的痕跡會(huì)影響局部硅蝕刻速率，從而導(dǎo)致紋理形成后的不均勻性(圖4b)，其中小金字塔沿著大金字塔形成。這種金字塔大小的偏差導(dǎo)致了不同的光反射率和視覺(jué)上的不均勻性，在濃縮硝酸中燒煮完全去除任何有機(jī)溶劑的痕跡，并在硅表面的大部分金屬殘留，導(dǎo)致任何不均勻性幾乎完全消失(圖3d)。

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圖3

局部缺陷作為少數(shù)充電器載流子的重組中心，降低了太陽(yáng)能電池的效率，為了可視化缺陷，采用了PL衰減測(cè)量的方法，PL衰減時(shí)間與硅中的少數(shù)載流子壽命直接相關(guān)，可用于局部壽命值的估計(jì)，在使用不同條件下預(yù)處理的硅樣品的壽命測(cè)量結(jié)果中，紋理處理后的樣品№1顯示了PL衰變表面分布的最低載流子壽命值和最高的非均勻性，去除10m厚的硅層和隨后的紋理會(huì)導(dǎo)致PL衰減均勻性的增加，但其絕對(duì)值變化不大，在平面化和紋理化之前，用有機(jī)溶劑進(jìn)行額外的表面清洗階段導(dǎo)致了PL衰減值和總表面均勻性的增加，PL衰變和硅表面質(zhì)量分別獲得樣品№4初始切割硅初步清洗四氯化碳和IPA溶劑其次是有機(jī)和金屬痕跡去除沸騰硝酸，然后與20%氫氧化鉀，最后紋理4%KOH+IPA解決方案。

最后結(jié)果表明，化學(xué)預(yù)處理對(duì)硅表面質(zhì)量和紋理均勻性有很大的影響，在紋理化之前，切漿鋸硅片應(yīng)在有機(jī)溶劑中清洗，以去除有機(jī)污染物的痕跡，然后用煮沸的硝酸仔細(xì)清洗，以溶解金屬污染物，分解殘留的有機(jī)化合物，最后用20%氫氧化鉀加熱溶液平滑，所有列出的階段的實(shí)現(xiàn)提供了一個(gè)準(zhǔn)備良好的硅表面，用于4%氫氧化鉀+IPA溶液中的均勻紋理，有效壽命的測(cè)量證實(shí)了硅表面下沒(méi)有損傷層。