專利名稱：一種用于制備硅片表面納米多孔硅薄膜的溶液及制備方法
技術領域：
本發明屬于硅表面處理技術領域，涉及一種硅片在室溫溶液中利用微等離子體進行表面改性技術工藝，具體涉及一種用于制備硅片表面納米多孔硅薄膜的溶液及制備方法，適用于太陽能光電轉化領域。
背景技術：
硅是太陽能電池制備的關鍵材料。因入射光在硅片表面有30%發生反射，所以提高硅片表面的光吸收和轉化能力一直受到關注。硅表面織構化處理形成納米多孔硅薄膜是提高光吸收和轉化能力其中的方法之一。文獻(薛艷，盧斌，任小明，解瑞珍，劉蘭，張晶鑫，梁國英，納米多孔硅含能材料性能研究，含能材料，18 (5) 2010 =523-526.)和文獻 (Priyamka Singh, Shailesh N. Sharmma and N. M. Ravindra, Applications of porous silicon thin films in Solar cells and biosensors, J0M, 26(6) (2010) 17-24.)分別敘述了硅片表面用含HF酸的溶液電化學處理納米孔薄膜的工藝，但兩者都未提到用溶液中微等離子體制備納米多孔硅薄膜的方法，而且都用到影響環境的HF酸。

發明內容
發明目的本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種硅片在室溫溶液中經微等離子體處理制備納米多孔硅薄膜的方法，即一種用于制備硅片表面納米多孔硅薄膜的溶液及制備方法。該方法與環境兼容性好，處理速度快，具有處理效率高、節能、環保的特點。本發明處理后的硅片表面納米孔的直徑和深度根據工藝調整，納米孔的分布密度也可根據工藝可調，這樣降低了成本，提高了光的轉化效率。技術方案本發明所述的一種用于制備硅片表面納米多孔硅薄膜的溶液，包括如下組分碳酸鹽0-5%，有機醇5-10%，水85-90%，以重量百分比計，加入適量碳酸鹽可提高溶液的導電性能；
所述碳酸鹽為碳酸鈉或碳酸鉀，所述有機醇為三乙醇胺或丙三醇，所述水為去離子水。采用上述溶液制備硅片表面納米多孔硅薄膜的方法為把硅片置入所述的溶液中，以硅片為陰極，以惰性電極材料為陽極，在400-800V電壓下，處理1-5分鐘，取出硅片， 即得到雙面納米多孔硅薄膜硅片。進一步，所述惰性電極材料為石墨。本發明與現有技術相比，其有益效果是本發明所述的硅片在室溫溶液中經微等離子體處理制備納米多孔硅薄膜的方法，該方法與環境兼容性好，因溶液為室溫，處理速度快，簡化了硅片的處理工序，具有處理效率高、節能、環保的特點；本發明處理后的硅片表面納米孔的直徑和深度根據工藝調整，納米孔的分布密度也可根據工藝可調，這樣降低了成本，提高了光的轉化效率。


圖I為實施例I制得的硅片表面納米多孔硅薄膜的表面形貌圖。
具體實施例方式下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。實施例I :在IL去離子水中加入2g碳酸鈉、44mL丙三醇溶液，以硅片為陰極，石墨為陽極，在683V電壓下處理2分鐘，其納米多孔硅薄膜的孔徑小于lOOOnm，說明處理速度快，效率高，能明顯的降低硅片的處理成本。實施例2 :首先在一個IOL槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解500g碳酸鈉和792mL丙三醇，最后加水至10L，得到電解液，以硅片為陰極，石墨為陽極，在583V電壓下處理5分鐘，其納米多孔硅薄膜的孔徑小于lOOOnm。實施例3 :首先在一個10L槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解500g碳酸鉀和440mL丙三醇，最后加水至10L，得到電解液，以硅片為陰極，石墨為陽極，在416V電壓下處理I分鐘，其納米多孔硅薄膜的孔徑小于800nm。實施例4 :首先在一個10L槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解Og碳酸鈉和890mL三乙醇胺，最后加水至10L，得到電解液，以硅片為陰極，不石墨為陽極，在620V電壓下處理3分鐘，其納米多孔硅薄膜的孔徑小于950nm。實施例5 :首先在一個10L槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解500g碳酸鉀和500mL三乙醇胺，最后加水至10L，得到電解液，以硅片為陰極，石墨為陽極，在466V電壓下處理I分鐘，其納米多孔硅薄膜的孔徑小于700nm。實施例6 :首先在一個10L槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解150g碳酸鈉和540mL丙三醇，最后加水至10L，得到電解液，以硅片為陰極，石墨為陽極，在788V電壓下處理I分鐘，其納米多孔硅薄膜的孔徑小于500nm。實施例7 :首先在一個10L槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解Og碳酸鉀和792mL丙二醇,最后加水至10L,得到電解液，以娃片為陰極,石墨為陽極,在800V電壓下處理I分鐘，其納米多孔硅薄膜的孔徑小于950nm。如上所述，盡管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本發明，但其不得解釋為對本發明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本發明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。
權利要求
1.一種用于制備硅片表面納米多孔硅薄膜的溶液，其特征在于，包括如下組分碳酸鹽0-5%，有機醇5-10%，水85-90%，以重量百分比計；所述碳酸鹽為碳酸鈉或碳酸鉀，所述有機醇為三乙醇胺或丙三醇，所述水為去離子水。
2.根據權利要求I所述溶液制備硅片表面納米多孔硅薄膜的方法，其特征在于，把硅片置入所述的溶液中，以硅片為陰極，以惰性電極材料為陽極，在400-800V電壓下，處理 1-5分鐘，取出硅片，即得到雙面納米多孔硅薄膜硅片。
3.根據權利要求2所述的制備硅片表面納米多孔硅薄膜的方法，其特征在于，所述惰性電極材料為石墨。
全文摘要
本發明公開一種用于制備硅片表面納米多孔硅薄膜的溶液及制備方法，把硅片置入如下溶液中包括組分碳酸鹽0-5%，有機醇5-10%，水85-90%，以重量百分比計；所述碳酸鹽為碳酸鈉或碳酸鉀，所述有機醇為三乙醇胺或丙三醇，所述水為去離子水；以硅片為陰極，以惰性電極材料為陽極，在400-800V電壓下，處理1-5分鐘，取出硅片，即得到雙面納米多孔硅薄膜硅片；該方法與環境兼容性好，因溶液為室溫，處理速度快，簡化了硅片的處理工序，具有處理效率高、節能、環保的特點；本發明處理后的硅片表面納米孔的直徑和深度根據工藝調整，納米孔的分布密度也可根據工藝可調，這樣降低了成本，提高了光的轉化效率。
文檔編號H01L31/18GK102610699SQ201210087658
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月29日 優先權日2012年3月29日
發明者包曄峰, 楊可, 蔣永鋒 申請人:河海大學常州校區