一種晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟：(1)在硅片表面形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu)；(2)然后用堿性化學(xué)液進(jìn)行清洗，并去除孔底殘留金屬顆粒；(3)然后用第一化學(xué)腐蝕液進(jìn)行表面刻蝕，即可得到晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)。本發(fā)明大幅度延長了第一腐蝕液的使用壽命，并確保了絨面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和均勻性。
【專利說明】
-種晶體括太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種晶體娃太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著太陽能電池組件的廣泛應(yīng)用，光伏發(fā)電在新能源中越來越占有重要比例，獲 得了飛速發(fā)展。目前商業(yè)化的太陽電池產(chǎn)品中，晶體娃(單晶和多晶）太陽電池的市場份額 最大，一直保持85% W上的市場占有率。
[0003] 目前，在太陽電池的生產(chǎn)工藝中，娃片表面的絨面結(jié)構(gòu)可W有效地降低太陽電池 的表面反射率，是影響太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率的重要因素之一。為了在晶體娃太陽能電池 表面獲得好的絨面結(jié)構(gòu)，W達(dá)到較好的減反射效果，人們嘗試了許多方法，常用的包括機(jī)械 刻槽法、激光刻蝕法、反應(yīng)離子刻蝕法(RIE)、化學(xué)腐蝕法（即濕法腐蝕)等。其中，機(jī)械刻槽 方法可W得到較低的表面反射率，但是該方法造成娃片表面的機(jī)械損傷比較嚴(yán)重，而且其 成品率相對較低，故而在工業(yè)生產(chǎn)中使用較少。對于激光刻蝕法，是用激光制作不同的刻槽 花樣，條紋狀和倒金字塔形狀的表面都已經(jīng)被制作出來，其反射率可W低至8.3%，但是由 其制得的電池的效率都比較低，不能有效地用于生產(chǎn)。RIE方法可W利用不同的模版來進(jìn)行 刻蝕，刻蝕一般是干法刻蝕，可W在娃片表面形成所謂的"黑娃"結(jié)構(gòu)，其反射率可W低至 7.9%，甚至可W達(dá)到4%，但是由于設(shè)備昂貴，生產(chǎn)成本較高，因此在工業(yè)成產(chǎn)中使用較少。 而化學(xué)腐蝕法具有工藝簡單、廉價(jià)優(yōu)質(zhì)、和現(xiàn)有工藝好兼容等特點(diǎn)，成為了現(xiàn)有工業(yè)中使用 最多的方法。
[0004] 目前，采用濕法腐蝕的晶體娃太陽能電池的絨面結(jié)構(gòu)一般呈微米級。目前的常規(guī) 做法仍是進(jìn)一步降低其表面反射率。發(fā)明專利申請W02014120830(A1)公開了一種晶體娃納 米絨面的制備方法，通過退火的方式來實(shí)現(xiàn)納米絨面形貌的控制，但是該方法工藝復(fù)雜，不 利于工業(yè)化生產(chǎn)的需要。
[0005] 針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了金屬離子腐蝕的方法，比如中國專利 CN101573801B，具體包括如下步驟：（1)將娃片放入含有氧化劑W及金屬鹽的氨氣酸溶液 中，形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu)；（2)然后用第一化學(xué)腐蝕液進(jìn)行表面刻蝕;所述第一化學(xué)腐蝕液為 氨氣酸和硝酸的混合溶液；（3)然后將上述娃片放入第二化學(xué)腐蝕液中進(jìn)行浸潰，形成絨面 結(jié)構(gòu);所述第二化學(xué)腐蝕液為堿液。
[0006] 然而，實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，上述方法存在如下問題：（一）上述方法的步驟（2)中的第 一化學(xué)腐蝕液的作用主要有2個(gè)，一是對金屬催化形成的多孔娃層進(jìn)行蝕刻;二是清洗娃片 表面殘留的金屬顆粒;然而，隨著處理娃片數(shù)量的增多，步驟(2)中的第一化學(xué)腐蝕液（即 HF/HN03的混合溶液）中的Ag離子越來越多，變成富含Ag離子的HF/HN化混合溶液，而娃片在 該溶液中會再次發(fā)生金屬離子催化化學(xué)刻蝕反應(yīng)，影響絨面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和均勻性，從而 影響太陽電池的電性能；（二)隨著處理娃片數(shù)量的增加，上述方法的步驟(2)中的第一化學(xué) 腐蝕液中的Ag離子越來越多，Ag離子會逆向再次附著在娃片上，很難再將第一工序中娃片 上附著的Ag顆粒清洗干凈，從而造成HF/HN03混合溶液的壽命非常短，從而進(jìn)一步增加了成 本；（Ξ)由于現(xiàn)有的第一化學(xué)腐蝕液如HF/HN化體系的反應(yīng)速度快、放熱大，會造成制絨色 差W及不同晶面微結(jié)構(gòu)不均勻的問題;尤其是對于多晶娃片，由于多晶娃片由不同晶向的 晶花組成，并且各個(gè)晶花的晶向隨意分布，且晶花明顯，因此更易出現(xiàn)絨面尺寸較大且均勻 性不佳、晶花比較明顯、反射率略高、制絨穩(wěn)定性也不好等問題。
[0007] 因此，開發(fā)一種新的晶體娃太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，W保障絨面結(jié)構(gòu)的 穩(wěn)定性和均勻性、W及太陽電池電性能的穩(wěn)定性，并進(jìn)一步提高HF/HN化混合溶液的壽命， 顯然具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種晶體娃太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法。
[0009] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種晶體娃太陽能電池絨面結(jié) 構(gòu)的制備方法，包括如下步驟：
[0010] (1)在娃片表面形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu)；
[0011] (2)用堿性化學(xué)液進(jìn)行清洗；
[0012] (3)采用第一清洗液去除殘留金屬顆粒；
[0013] (4)然后用第一化學(xué)腐蝕液進(jìn)行表面刻蝕;即可得到晶體娃太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)；
[0014] 所述第一化學(xué)腐蝕液為B0E和雙氧水的混合溶液。
[0015] 上文中，所述多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù)，包括多孔娃結(jié)構(gòu)、納米線結(jié)構(gòu)等。
[0016] 上述技術(shù)方案中，所述步驟（1)中，將娃片放入含有氧化劑W及金屬鹽的氨氣酸溶 液中，形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu);溫度為25~90°C，時(shí)間為10~1000s。
[0017] 優(yōu)選的，含有氧化劑W及金屬鹽的氨氣酸溶液中金屬離子濃度小于等于化-3mol/ L，或者，溶液中金屬離子濃度大于ΙΕΛιοΙ/L的同時(shí)HF的濃度小于等于ΙΕΛιοΙ/L。
[0018] 或者，所述步驟（1)中，先將娃片放入含有金屬離子的溶液中浸泡，使娃片表面涂 覆一層金屬納米顆粒;所述溶液中金屬離子濃度小于等于化^mol/L，或者，溶液中金屬離子 濃度大于ΙΕΛιοΙ/L的同時(shí)HF的濃度小于等于1ΕΛιο1/1;
[0019] 然后用化學(xué)腐蝕液腐蝕娃片表面，形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu);溫度為25~90°C，時(shí)間為30 ~300s;
[0020] 所述化學(xué)腐蝕液為HF和氧化劑的混合溶液;其中，HF的濃度為1~15mol/L，氧化劑 的濃度為0.05~0.5mol/L。
[0021] 上述技術(shù)方案中，所述步驟（1)和(2)之間、（2)和(3)之間、（3)和(4)之間還均設(shè)有 水洗步驟。
[0022] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)中，清洗時(shí)間為5~250s;
[0023] 所述堿性化學(xué)液中堿性物質(zhì)的體積濃度為0.1~30%，溫度為20~80°C ;
[0024] 所述堿性化學(xué)液選自氨氧化鋼溶液、氨氧化鐘溶液、氨水、氨水和雙氧水的混合 液、四甲基氨氧化錠中的任意一種或多種。
[0025] 優(yōu)選的，所述步驟(2)中，清洗時(shí)間為5~100s;更優(yōu)選的，清洗時(shí)間為5~50s;進(jìn)一 步優(yōu)選的，清洗時(shí)間為5~30s;也可W將清洗時(shí)間設(shè)定為10s、20s、40s或60s。
[0026] 優(yōu)選的，所述堿性化學(xué)液中堿性物質(zhì)的體積濃度為0.5~30%，更優(yōu)選的，其體積 濃度為1~25 %，進(jìn)一步優(yōu)選的，其體積濃度為1~20 %。
[0027] 進(jìn)一步的，所述堿性化學(xué)液的溫度為25~80°C。更優(yōu)選的，其溫度為25~70°C，進(jìn) 一步優(yōu)選的，25~50°C。
[0028] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中，所述第一清洗液選自W下4種溶液中的一種:鹽 酸和雙氧水的混合液、氨水和雙氧水的混合液、硝酸、氨水；
[0029] 所述硝酸的體積濃度為5~69% ;所述氨水的體積濃度為1~30% ;
[0030] 所述第一清洗液的溫度為20~80°C。優(yōu)選的，其溫度為20~70°C，進(jìn)一步優(yōu)選的， 20 ~50°C。
[0031] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(4)中的刻蝕時(shí)間為10~15min。
[0032] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(4)中的B0E中氣化氨和氣化錠的摩爾比為1:1~6;
[0033] 所述步驟(4)中的第一化學(xué)腐蝕液中氨氣酸的濃度為1~15mol/L，雙氧水的濃度 為1~15mol/L。
[0034] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(4)之后，還包括如下步驟：
[0035] (5)將上述娃片放入第二化學(xué)腐蝕液中進(jìn)行浸潰;所述第二化學(xué)腐蝕液為堿液；
[0036] 所述堿液選自氨氧化鋼溶液、氨氧化鐘溶液、氨水或四甲基氨氧化錠中的任意一 種或多種，堿液的濃度為0.05~0.5mol/l;浸潰時(shí)間為5~250s;
[0037] (6)然后將上述娃片放入第二清洗液中進(jìn)行清洗；
[0038] 所述第二清洗液為鹽酸和雙氧水的混合液、氨水和雙氧水的混合液中的任意一種 混合液;所述清洗液的溫度為20~80°C ;清洗時(shí)間為60~300s;
[0039] (7)然后將上述娃片放入氨氣酸溶液中浸潰。
[0040] 上述技術(shù)方案中，步驟(5)的作用是用來去除表面多孔娃，步驟(6)去除殘留的金 屬粒子，步驟(7)去除表層氧化娃層，實(shí)際的方案可W根據(jù)具體的需求進(jìn)行選擇，具體情況 包含只采用步驟(5)、只采用步驟(7)、采用步驟(5)和步驟(6)兩步相結(jié)合、采用步驟(5)、步 驟(6)和步驟(7)Ξ步相結(jié)合。
[0041] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(5)、（6)、（7)之前W及步驟(7)之后，還均設(shè)有水洗步 驟。
[0042] 本發(fā)明同時(shí)請求保護(hù)由上述方法制備得到的晶體娃太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)。優(yōu)選 的，所述絨面結(jié)構(gòu)主要由復(fù)數(shù)個(gè)類似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)構(gòu)成；
[0043] 所述類似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)的下部為倒棱錐結(jié)構(gòu)，其上部為倒圓臺結(jié)構(gòu);所述類 似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)的頂部選自圓形、楠圓形或由多條曲線圍成的閉合圖形中的一種或幾 種;所述類似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)的尺寸為100~900nm;所述絨面結(jié)構(gòu)還具有復(fù)數(shù)個(gè)正金字 塔的微結(jié)構(gòu)。
[0044] 上文中，所述類似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)的頂部選自圓形、楠圓形或由多條曲線圍成 的閉合圖形中的一種或幾種，其中，由多條曲線圍成的閉合圖形，其至少包括3條曲線，當(dāng)然 也可W由更多的曲線圍成，優(yōu)選5~8條。所述倒圓錐結(jié)構(gòu)的頂部是指圓錐的底面，由于其是 倒立的，因此圓錐的底面成為了微結(jié)構(gòu)的頂部。
[0045] 所述絨面結(jié)構(gòu)具有復(fù)數(shù)個(gè)類似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)，運(yùn)些類似倒金字塔結(jié)構(gòu)可W是 獨(dú)立的分散于娃片表面，也可W部分重疊，或多個(gè)倒圓錐結(jié)構(gòu)相互部分重疊。所述類似倒金 字塔的微結(jié)構(gòu)的深度為100~900nm。所述絨面結(jié)構(gòu)的平均反射率為2~20%。優(yōu)選5~15%。
[0046] 本發(fā)明的基本原理是:采用步驟(2)中的堿性化學(xué)液可W去除表面的多孔娃結(jié)構(gòu)， 露出下面的納米絨面結(jié)構(gòu)，同時(shí)剝離多孔娃中的大量的金屬粒子。接下來采用步驟(3)中的 第一清洗液將納米結(jié)構(gòu)底部的殘留金屬徹底去除，處理后的娃片進(jìn)入第一化學(xué)腐蝕液中不 會將金屬粒子帶入腐蝕液中，避免在第一化學(xué)腐蝕液中再次形成金屬催化的氧化還原體 系，影響絨面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和均勻性。另一方面，在第一化學(xué)腐蝕液之前去除金屬粒子，還 可W避免該體系中累積越來越多的金屬粒子。因?yàn)榇罅康慕饘倭Ｗ訒捶较蚋街谕奁?面難W去除，一方面影響腐蝕液的壽命，另一方面也會導(dǎo)致太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的大 幅降低。
[0047] 此外，本發(fā)明采用B0E和雙氧水的混合溶液作為第一腐蝕液，腐蝕液反應(yīng)速度可 控，因而可W保障絨面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和均勻性、W及太陽電池電性能的穩(wěn)定性。
[0048] 與之相應(yīng)的另一種技術(shù)方案，一種晶體娃太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，包括 如下步驟：
[0049] (1)在娃片表面形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu)；
[0050] (2)用堿性化學(xué)液進(jìn)行清洗，并去除殘留金屬顆粒；
[0051] (3)然后用第一化學(xué)腐蝕液進(jìn)行表面刻蝕;即可得到晶體娃太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)；
[0052] 所述第一化學(xué)腐蝕液為B0E和雙氧水的混合溶液。
[0053] 即將第一種技術(shù)方案中的步驟(2)和步驟(3)選自同一種化學(xué)液，此時(shí)，運(yùn)2個(gè)步驟 可W合并。當(dāng)然，運(yùn)種同一種化學(xué)液的選擇是非常特殊的，其不僅可W去除表面的多孔娃結(jié) 構(gòu)，露出下面的納米絨面結(jié)構(gòu)，同時(shí)剝離多孔娃中的大量的金屬粒子;而且還可W將納米結(jié) 構(gòu)底部的殘留金屬徹底去除。
[0054] 上述技術(shù)方案中，所述步驟（1)中，將娃片放入含有氧化劑W及金屬鹽的氨氣酸溶 液中，形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu);溫度為25~90°C，時(shí)間為10~1000s。
[0055] 優(yōu)選的，含有氧化劑W及金屬鹽的氨氣酸溶液中金屬離子濃度小于等于化^mol/ L，或者，溶液中金屬離子濃度大于ΙΕΛιοΙ/L的同時(shí)HF的濃度小于等于ΙΕΛιοΙ/L。
[0056] 或者，所述步驟（1)中，先將娃片放入含有金屬離子的溶液中浸泡，使娃片表面涂 覆一層金屬納米顆粒;所述溶液中金屬離子濃度小于等于化^mol/L，或者，溶液中金屬離子 濃度大于ΙΕΛιοΙ/L的同時(shí)HF的濃度小于等于1ΕΛιο1/1;
[0057] 然后用化學(xué)腐蝕液腐蝕娃片表面，形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu);溫度為25~90°C，時(shí)間為30 ~300s;
[0058] 所述化學(xué)腐蝕液為HF和氧化劑的混合溶液;其中，HF的濃度為1~15mol/L，氧化劑 的濃度為0.05~0.5mol/L。
[0059] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(1)和(2)之間、（2)和(3)之間還均設(shè)有水洗步驟。
[0060] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)中，清洗時(shí)間為5~250s;
[0061 ]所述堿性化學(xué)液中堿性物質(zhì)的體積濃度為0.1~30%，溫度為20~80°C ;
[0062] 所述堿性化學(xué)液選自氨水、氨水和雙氧水的混合液中的任意一種。
[0063] 優(yōu)選的，所述步驟(2)中，清洗時(shí)間為5~100s;更優(yōu)選的，清洗時(shí)間為5~50s;進(jìn)一 步優(yōu)選的，清洗時(shí)間為5~30s;也可W將清洗時(shí)間設(shè)定為10s、20s、40s或60s。
[0064] 優(yōu)選的，所述堿性化學(xué)液中堿性物質(zhì)的體積濃度為0.5~30%，更優(yōu)選的，其體積 濃度為1~25 %，進(jìn)一步優(yōu)選的，其體積濃度為1~15 %。
[0065] 進(jìn)一步的，所述堿性化學(xué)液的溫度為25~80°C。更優(yōu)選的，其溫度為25~70°C，進(jìn) 一步優(yōu)選的，25~50°C。
[0066] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中的刻蝕時(shí)間為10~15min。
[0067] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中的B0E中氣化氨和氣化錠的摩爾比為1:1~6;
[0068] 所述步驟(3)中的第一化學(xué)腐蝕液中氨氣酸的濃度為1~15mol/L，雙氧水的濃度 為1~15mol/L。
[0069] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)之后，還包括如下步驟：
[0070] (4)將上述娃片放入第二化學(xué)腐蝕液中進(jìn)行浸潰;所述第二化學(xué)腐蝕液為堿液；
[0071] 所述堿液選自氨氧化鋼溶液、氨氧化鐘溶液、氨水或四甲基氨氧化錠的任意一種 或多種；
[0072] (5)然后將上述娃片放入第二清洗液中進(jìn)行清洗；
[0073] 所述第二清洗液為鹽酸和雙氧水的混合液、氨水和雙氧水的混合液中的任意一種 混合液；
[0074] (6)然后將上述娃片放入氨氣酸溶液中浸潰。
[0075] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(4)、（5)、（6)之前W及步驟(6)之后，還均設(shè)有水洗步 驟。
[0076] 本發(fā)明同時(shí)請求保護(hù)由上述方法制備得到的晶體娃太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)。優(yōu)選 的，所述絨面結(jié)構(gòu)主要由復(fù)數(shù)個(gè)類似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)構(gòu)成；
[0077] 所述類似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)的下部為倒棱錐結(jié)構(gòu)，其上部為倒圓臺結(jié)構(gòu);所述類 似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)的頂部選自圓形、楠圓形或由多條曲線圍成的閉合圖形中的一種或幾 種;所述類似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)的尺寸為100~900nm;所述絨面結(jié)構(gòu)還具有復(fù)數(shù)個(gè)正金字 塔的微結(jié)構(gòu)。
[0078] 上文中，所述類似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)的頂部選自圓形、楠圓形或由多條曲線圍成 的閉合圖形中的一種或幾種，其中，由多條曲線圍成的閉合圖形，其至少包括3條曲線，當(dāng)然 也可W由更多的曲線圍成，優(yōu)選5~8條。所述倒圓錐結(jié)構(gòu)的頂部是指圓錐的底面，由于其是 倒立的，因此圓錐的底面成為了微結(jié)構(gòu)的頂部。
[0079] 所述絨面結(jié)構(gòu)具有復(fù)數(shù)個(gè)類似倒金字塔的微結(jié)構(gòu)，運(yùn)些類似倒金字塔結(jié)構(gòu)可W是 獨(dú)立的分散于娃片表面，也可W部分重疊，或多個(gè)倒圓錐結(jié)構(gòu)相互部分重疊。所述類似倒金 字塔的微結(jié)構(gòu)的深度為100~900nm。所述絨面結(jié)構(gòu)的平均反射率為2~20%。優(yōu)選5~15%。
[0080] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：
[0081] 1、本發(fā)明添加了堿性化學(xué)液清洗步驟，可W快速刻蝕去除富含Ag顆粒的多孔娃 層，大幅度減小了每次處理的氨氣酸和氧化劑的混合液中清洗溶解的Ag，從而大幅度延長 了第一腐蝕液的使用壽命，并確保了絨面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和均勻性;實(shí)驗(yàn)證明：相比于未采用 堿性化學(xué)液清洗步驟的現(xiàn)有技術(shù)方案，本申請的第一腐蝕液的壽命可W從現(xiàn)有的2000片娃 片提升至80000片娃片，取得了意想不到的效果；
[0082] 2、本發(fā)明還添加了第一清洗液清洗步驟，可W進(jìn)一步去除金屬銀顆粒，可W確保 完全去除娃片上的Ag殘留，確保太陽電池電性能的穩(wěn)定性;實(shí)驗(yàn)證明：相比于現(xiàn)有技術(shù)方 案，本申請的開路電壓和短路電流也有明顯的提升，光電轉(zhuǎn)換效率提高了 0.3% W上，取得 了意想不到的效果；
[0083] 3、本發(fā)明采用化學(xué)腐蝕形成納米級絨面，無需掩膜刻蝕，操作工藝簡單，與現(xiàn)有工 業(yè)化生產(chǎn)工藝兼容性較好，可W快速移植到工業(yè)化生產(chǎn)中，適于推廣應(yīng)用；
[0084] 4、本發(fā)明采用B0E和雙氧水的混合溶液作為腐蝕液，采用該化學(xué)腐蝕液對多孔質(zhì) 層結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面刻蝕，形成絨面結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)證明：本發(fā)明的化學(xué)腐蝕液反應(yīng)速度可控，因而 可W保障絨面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和均勻性、W及太陽電池電性能的穩(wěn)定性，取得了顯著的效果。
【附圖說明】
[0085] 圖1是實(shí)施例一中制絨后娃片的絨面圖。
[0086] 圖2是對比例一中制絨后娃片的絨面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0087] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步描述。
[0088] 實(shí)施例一：
[0089] 參見圖1所示，一種晶體娃太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟：
[0090] (1)將娃片放入含有氧化劑W及金屬鹽的氨氣酸溶液中，形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu);溫度 為50°C，時(shí)間為10~1000s;
[0091 ] (2)水洗;然后用堿性化學(xué)液進(jìn)行清洗；
[0092] 所述堿性化學(xué)液選自氨氧化鋼溶液;清洗時(shí)間為5~250s;
[0093] 所述堿性化學(xué)液的體積濃度為10%，溫度為20~80°C ;
[0094] (3)水洗;然后采用第一清洗液去除殘留金屬顆粒；
[00M]所述第一清洗液選自硝酸、氨水、鹽酸和雙氧水的混合液、氨水和雙氧水的混合液 中的任意一種混合液；
[0096] (4)水洗；
[0097] 然后用第一化學(xué)腐蝕液進(jìn)行表面刻蝕;刻蝕時(shí)間為lOmin;即可得到晶體娃太陽能 電池絨面結(jié)構(gòu)；
[0098] 所述第一化學(xué)腐蝕液為B0E和雙氧水的混合溶液;其中，B0E中氣化氨和氣化錠的 摩爾比為1:6;混合溶液中氨氣酸的濃度為5mo 1/L，雙氧水的濃度為5mo 1/L;
[0099] (5)水洗;然后將上述娃片放入第二化學(xué)腐蝕液中進(jìn)行浸潰，形成絨面結(jié)構(gòu);所述 第二化學(xué)腐蝕液為堿液；
[0100] 所述堿液選自氨氧化鐘，堿液的濃度為0.05~0.5mol/l;浸潰時(shí)間為5~250s;
[0101] (6)水洗;然后將上述娃片放入氨氣酸溶液中浸潰;水洗，即可得到晶體娃太陽能 電池絨面結(jié)構(gòu)。
[0102] 實(shí)施例二：
[0103] -種晶體娃太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟：
[0104] (1)將娃片放入含有氧化劑W及金屬鹽的氨氣酸溶液中，形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu);溫度 為50°C，時(shí)間為10~1000s;
[0105] (2)水洗;然后用堿性化學(xué)液進(jìn)行清洗，并去除孔底殘留金屬顆粒;清洗時(shí)間為5~ 250s；
[0106] 所述堿性化學(xué)液中堿性物質(zhì)的體積濃度為10%，溫度為20~80°C ;
[0107] 所述堿性化學(xué)液為氨水和雙氧水的混合液；
[0108] (3)水洗;然后采用第一清洗液去除殘留金屬顆粒；
[0109] 所述第一清洗液選自硝酸、氨水、鹽酸和雙氧水的混合液、氨水和雙氧水的混合液 中的任意一種混合液；
[0110] (4)然后用第一化學(xué)腐蝕液進(jìn)行表面刻蝕，刻蝕時(shí)間為lOmin;
[0111] 所述第一化學(xué)腐蝕液為B0E和雙氧水的混合溶液;其中，B0E中氣化氨和氣化錠的 摩爾比為1:3;混合溶液中氨氣酸的濃度為1 Omo 1/L，雙氧水的濃度為5mo 1/L;
[0112] (5)水洗;然后將上述娃片放入第二化學(xué)腐蝕液中進(jìn)行浸潰，形成絨面結(jié)構(gòu);所述 第二化學(xué)腐蝕液為堿液；
[0113] 所述堿液選自氨氧化鐘，堿液的濃度為0.05~0.5mol/l;浸潰時(shí)間為5~250s;
[0114] (6)水洗;然后將上述娃片放入氨氣酸溶液中浸潰;水洗，即可得到晶體娃太陽能 電池絨面結(jié)構(gòu)。
[011引對比例一：
[0116] 參見圖2所示，一種晶體娃太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟：
[0117] (1)將娃片放入含有氧化劑W及金屬鹽的氨氣酸溶液中，形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu);溫度 為50°C，時(shí)間為10~1000s;
[0118] (2)水洗;然后用第一化學(xué)腐蝕液進(jìn)行表面刻蝕;所述第一化學(xué)腐蝕液為氨氣酸和 硝酸的混合溶液;溫度為40°C，時(shí)間為5~250s;
[0119] (3)水洗;然后將上述娃片放入第二化學(xué)腐蝕液中進(jìn)行浸潰，形成絨面結(jié)構(gòu);所述 第二化學(xué)腐蝕液為堿液；
[0120] 所述堿液選自氨氧化鐘，堿液的濃度為0.05~0.5mol/l;浸潰時(shí)間為5~250s;
[0121] (4)水洗;然后將上述娃片放入氨氣酸溶液中浸潰;水洗。
[0122] ( - )先對比實(shí)施例和對比例中第一腐蝕液的使用壽命，圖1是實(shí)施例一處理2500 片娃片時(shí)的娃片表面的絨面圖。圖2是對比例一處理2500片娃片時(shí)的娃片表面的絨面圖。由 圖對比可見，圖2的均勻性很差，說明此時(shí)的第一腐蝕液已經(jīng)無法使用了。此外，實(shí)驗(yàn)證明： 本申請的第一腐蝕液的壽命可W提升至80000片娃片。
[0123] (二)接著對比實(shí)施例和對比例中量產(chǎn)80000片電池片的電性能參數(shù)，對比結(jié)果如 下： 「01241
[0125] ~由上可見，相對于對比例，本申請的開路電壓和短路電流也有明顯的提升，光電轉(zhuǎn) 換效率提高了0.31 %，取得了意想不到的效果。
[0126] 本發(fā)明采用B0E和雙氧水的混合溶液作為第一腐蝕液，采用該化學(xué)腐蝕液對多孔 質(zhì)層結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面刻蝕，形成絨面結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)證明：本發(fā)明的化學(xué)腐蝕液反應(yīng)速度可控，因 而可W保障絨面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和均勻性、W及太陽電池電性能的穩(wěn)定性，取得了顯著的效 果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 在硅片表面形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu)； (2) 用堿性化學(xué)液進(jìn)行清洗； (3) 米用第一清洗液去除殘留金屬顆粒； (4) 然后用第一化學(xué)腐蝕液進(jìn)行表面刻蝕；即可得到晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)； 所述第一化學(xué)腐蝕液為BOE和雙氧水的混合溶液。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述步 驟(1)中，將硅片放入含有氧化劑以及金屬鹽的氫氟酸溶液中，形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述步 驟(1)中，先將硅片放入含有金屬離子的溶液中浸泡，使硅片表面涂覆一層金屬納米顆粒； 然后用化學(xué)腐蝕液腐蝕硅片表面，形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu)； 所述化學(xué)腐蝕液為HF和氧化劑的混合溶液。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述步 驟(1)和(2)之間、（2)和(3)之間、（3)和(4)之間還均設(shè)有水洗步驟。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述步 驟(2)中，清洗時(shí)間為5~250 s; 所述堿性化學(xué)液中堿性物質(zhì)的體積濃度為〇. 1~30%，溫度為20~80°C ; 所述堿性化學(xué)液選自氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水、氨水和雙氧水的混合液、四 甲基氫氧化銨中的任意一種或多種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述步 驟(3)中，所述第一清洗液選自以下4種溶液中的一種:鹽酸和雙氧水的混合液、氨水和雙氧 水的混合液、硝酸、氨水； 所述硝酸的體積濃度為5~69%;所述氨水的體積濃度為1~30%; 所述第一清洗液的溫度為20~80 °C。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述步 驟(4)中的刻蝕時(shí)間為10~15 min。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述步 驟(4)中的BOE中氟化氫和氟化銨的摩爾比為1:1~6; 所述步驟(4)中的第一化學(xué)腐蝕液中氫氟酸的濃度為1~15 mo 1/L，雙氧水的濃度為1~ 15 mol/L〇9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述步 驟(4)之后，還包括如下步驟： (5) 將上述硅片放入第二化學(xué)腐蝕液中進(jìn)行浸漬;所述第二化學(xué)腐蝕液為堿液； 所述堿液選自氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水或四甲基氫氧化銨的任意一種或多 種； (6) 然后將上述硅片放入第二清洗液中進(jìn)行清洗； 所述第二清洗液為鹽酸和雙氧水的混合液、氨水和雙氧水的混合液中的任意一種混合 液； (7) 然后將上述硅片放入氫氟酸溶液中浸漬。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述 步驟(5)、（6)、（7)之前以及步驟(7)之后，還均設(shè)有水洗步驟。11. 一種晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 在硅片表面形成多孔質(zhì)層結(jié)構(gòu)； (2) 用堿性化學(xué)液進(jìn)行清洗，并去除孔底殘留金屬顆粒； (3) 然后用第一化學(xué)腐蝕液進(jìn)行表面刻蝕；即可得到晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)； 所述第一化學(xué)腐蝕液為BOE和雙氧水的混合溶液。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述 步驟(1)和(2)之間、（2)和(3)之間還均設(shè)有水洗步驟。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述 步驟(2)中，清洗時(shí)間為5~250 s; 所述堿性化學(xué)液中堿性物質(zhì)的體積濃度為〇. 1~30%，溫度為20~80°C ; 所述堿性化學(xué)液選自氨水、氨水和雙氧水的混合液中的任意一種。14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述 步驟(3)之后，還包括如下步驟： (4) 將上述硅片放入第二化學(xué)腐蝕液中進(jìn)行浸漬;所述第二化學(xué)腐蝕液為堿液； 所述堿液選自氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水或四甲基氫氧化銨的任意一種或多 種； (5) 然后將上述硅片放入清洗液中進(jìn)行清洗； 所述清洗液為鹽酸和雙氧水的混合液、氨水和雙氧水的混合液中的任意一種混合液； (6) 然后將上述硅片放入氫氟酸溶液中浸漬。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述 步驟(4)、（5)、（6)之前以及步驟(6)之后，還均設(shè)有水洗步驟。16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述 步驟(3)中的刻蝕時(shí)間為10~15 min。17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述 步驟(3)中的BOE中氟化氫和氟化銨的摩爾比為1:1~6; 所述步驟(3)中的第一化學(xué)腐蝕液中氫氟酸的濃度為1~15 m ο 1 / L，雙氧水的濃度為1~ 15 mol/L〇18. 根據(jù)權(quán)利要求1或11所述的方法制備得到的晶體硅太陽能電池絨面結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H01L31/18GK105870263SQ201610480930
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】鄒帥, 王栩生, 邢國強(qiáng)
【申請人】蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司