一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽電池濕法制絨方法，具體涉及一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，包括以下步驟：步驟一、多晶硅酸式制絨；步驟二、水洗；步驟三、多晶硅堿式制絨；步驟四、清洗。本方法與現(xiàn)在傳統(tǒng)制絨方法相比，可以在多晶硅酸式制絨后的蟲洞微結(jié)構內(nèi)形成均勻的小金字塔結(jié)構，可以大幅降低晶硅的反射率，達到提高太陽電池短路電流，提高效率的目的；而且可以降低太陽電池吸光的不均勻性，提高太陽電池的使用壽命。
【專利說明】—種多晶硅太陽電池濕法制絨方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開了一種太陽電池濕法制絨方法，具體涉及一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)多晶硅太陽電池采用酸式制絨，即用HF和HN03的混合液對多晶硅的表面進行化學腐蝕，腐蝕出“蟲洞”結(jié)構，如說明書附圖圖1所示。
[0003]但是這種制絨方法的有以下兩個方面的缺點:1.制絨后多晶硅表面反射率一般都保持在25%以上，即使減反射膜沉積后的也保持高的反射率，因此高反射率一直是制約多晶硅太陽電池效率提高的制約因素之一 ；2.多晶太陽電池表面色差較大，各個部分對太陽光的吸收也不均一，這樣容易引起局部電流相差較大，對太陽電池的可靠性和使用壽命存在很大隱患。
[0004]多晶硅也可以采用NaOH堿制絨的方式進行表面處理，但是由于多晶硅各個部分徑向不同，所以會引起金字塔的朝向不全部是與硅片的表面垂直方向，如說明書附圖圖2所示。所以也引起太陽電池反射率的降低，以及存在電池可靠性的風險。
[0005]不過可以采用反應離子蝕刻(Reactive 1n Etching, RIE,或稱干法蝕刻)的方法多多晶硅表面進行蝕刻，得到類似于金字塔的表面，如說明書附圖圖3所示。
[0006]業(yè)界一般會采用先酸制絨然后進行RIE對多晶硅表面進行制絨，可以得到表面均勻且反射率較低的制絨面。如說明書附圖圖4所示?？梢钥闯鲇眠@種方法不但保證了多晶制絨的“蟲洞”結(jié)構，而且在“蟲洞”的表面得到了更小的突起，這樣提高的硅片對太陽光線的吸收。
[0007]但是由于RIE制絨設備價格昂貴，還不適合應用于傳統(tǒng)太陽電池行業(yè)，所以怎么用傳統(tǒng)的濕法蝕刻工藝對多晶硅表面進行蝕刻，得到低反射的絨面是業(yè)界很關注的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供的一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，該方法可以在多晶硅酸式制絨后的蟲洞微結(jié)構內(nèi)形成均勻的小金字塔結(jié)構，可以大幅降低晶硅的反射率，達到提高太陽電池短路電流，提高效率的目的；而且可以降低太陽電池吸光的不均勻性，提高太陽電池的使用壽命。
[0009]本發(fā)明的一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法技術方案為，包括以下步驟:
步驟一、多晶硅酸式制絨；
步驟二、水洗；
步驟三、多晶硅堿式制絨；
步驟四、清洗；
多晶硅在HF酸和HNO3的混合液中進行初制絨，用水清洗后，在NaOH混合液中進行二次制絨，制絨后的多晶硅經(jīng)過HCl溶液清洗。[0010]步驟一的HF酸和HNO3按照1:100-100:1的質(zhì)量比例進行混合，制絨時間0.5-5分鐘。
[0011]優(yōu)選的，步驟一的HF酸和HNO3按照1:5的質(zhì)量比例進行混合，制絨時間2分鐘。
[0012]步驟二使用水清洗硅片1-3分鐘。
[0013]步驟三的NaOH混合液中NaOH和水的質(zhì)量比為1:1000-1:3，制絨時間3_50分鐘。 [0014]優(yōu)選的，步驟三的NaOH混合液中NaOH和水的質(zhì)量比為1:50，制絨時間20分鐘。
[0015]步驟四的HCl溶液中HCl和水的質(zhì)量比為1:1000-1:10，清洗時間10-300秒。
[0016]優(yōu)選的，步驟四的HCl溶液中HCl和水的質(zhì)量比為1:100，清洗時間30秒。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，可以在多晶硅酸式制絨后的蟲洞微結(jié)構內(nèi)形成均勻的小金字塔結(jié)構，可以大幅降低晶硅的反射率，達到提高太陽電池短路電流，提高效率的目的；而且可以降低太陽電池吸光的不均勻性，提高太陽電池的使用壽命。本發(fā)明與傳統(tǒng)酸制絨反射率降低12%，反射率和傳統(tǒng)單晶硅堿制絨的反射率相近。實驗表明，運用該方法制作的太陽電池，短路電流提高0.38A以上，效率提高
0.8%，充分顯示了該方法的應用前景。
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1所示為常規(guī)酸式制絨在多晶硅的表面形成的絨面結(jié)構；
圖2所示為常規(guī)堿制絨在多晶硅的表面形成的絨面結(jié)構；
圖3所示為常規(guī)反應離子蝕刻在多晶硅的表面形成的絨面結(jié)構；
圖4所示為現(xiàn)有技術中先酸制絨然后進行RIE對多晶硅表面進行制絨在多晶硅的表面形成的絨面結(jié)構；
圖5所示為本發(fā)明實施例1制備的絨面局部結(jié)構圖；
圖6所示為實施例1得到的多晶硅反射率與傳統(tǒng)酸制絨多晶硅反射率比較圖；
圖7所示為本發(fā)明實施例2制備的絨面局部結(jié)構圖；
圖8所示為本發(fā)明實施例2得到的多晶硅反射率與傳統(tǒng)酸制絨多晶硅反射率比較圖。
[0019]【具體實施方式】:
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖來詳細說明本發(fā)明的技術方案，但是本發(fā)明并不局限于此。
[0020]實施例1
一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，包括以下步驟:
步驟一、多晶硅酸式制絨；
步驟二、水洗；
步驟三、多晶硅堿式制絨；
步驟四、清洗；
多晶硅在HF酸和HNO3的混合液中進行初制絨，用水清洗后，在NaOH混合液中進行二次制絨，制絨后的多晶硅經(jīng)過HCl溶液清洗。
步驟一的HF酸和HNO3按照1:5的質(zhì)量比例進行混合，制絨時間2分鐘；
步驟二使用水清洗硅片2分鐘；
步驟三的NaOH混合液中NaOH和水的質(zhì)量比為1:50，制絨時間20分鐘；
步驟四的HCl溶液中HCl和水的質(zhì)量比為1:100，清洗時間30秒。[0021]從說明書附圖圖5可以看出，該發(fā)明制備的制絨面不但擁有多晶硅酸制絨所有的“蟲洞”結(jié)構，并且能在“蟲洞”的基礎之上制絨出了微小的類似于金字塔的結(jié)構，該結(jié)果和RIE制絨后的結(jié)構比較類似。從圖6可以看出該發(fā)明與傳統(tǒng)酸制絨反射率降低12%，反射率和傳統(tǒng)單晶硅堿制絨的反射率相近。
[0022]實驗表明，運用該方法制作的太陽電池，短路電流提聞0.38A以上，效率提聞
0.8%，充分顯示了該方法的應用前景。
[0023]實施例2 一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，包括以下步驟:
步驟一、多晶硅酸式制絨；
步驟二、水洗；
步驟三、多晶硅堿式制絨；
步驟四、清洗；
多晶硅在HF酸和HNO3的混合液中進行初制絨，用水清洗后，在NaOH混合液中進行二次制絨，制絨后的多晶硅經(jīng)過HCl溶液清洗。
[0024]步驟一的HF酸和HNO3按照1:4的質(zhì)量比例進行混合，制絨時間1.5分鐘；
步驟二使用水清洗硅片I分鐘；
步驟三的NaOH混合液中NaOH和水的質(zhì)量比為1:40，制絨時間30分鐘；
步驟四的HCl溶液中HCl和水的質(zhì)量比為1:100，清洗時間30秒。
[0025]從說明書附圖圖7以看出，該發(fā)明制備的制絨面不但擁有多晶硅酸制絨所有的“蟲洞”結(jié)構，并且能在“蟲洞”的基礎之上制絨出了微小的類似于金字塔的結(jié)構，該結(jié)果也和RIE制絨后的結(jié)構比較類似，但比實施案例I所述的微小結(jié)構更小。從圖8可以看出該發(fā)明與傳統(tǒng)酸制絨反射率降低11%，達到13%，反射率和傳統(tǒng)單晶硅堿制絨的反射率也相近。
[0026]實驗表明，運用該方法制作的太陽電池，短路電流提聞0.32A以上，效率提聞
0.68%，充分顯示了該方法的應用前景。
[0027]實施例3
一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，包括以下步驟:
步驟一、多晶硅酸式制絨；
步驟二、水洗；
步驟三、多晶硅堿式制絨；
步驟四、清洗；
多晶硅在HF酸和HNO3的混合液中進行初制絨，用水清洗后，在NaOH混合液中進行二次制絨，制絨后的多晶硅經(jīng)過HCl溶液清洗。
[0028]步驟一的HF酸和HNO3按照1:10的質(zhì)量比例進行混合，制絨時間2.5分鐘；
步驟二使用水清洗硅片3分鐘；
步驟三的NaOH混合液中NaOH和水的質(zhì)量比為1:60，制絨時間10分鐘；
步驟四的HCl溶液中HCl和水的質(zhì)量比為1:200，清洗時間50秒。
[0029]該發(fā)明制備的制絨面不但擁有多晶硅酸制絨所有的“蟲洞”結(jié)構，并且能在“蟲洞”的基礎之上制絨出了微小的類似于金字塔的結(jié)構，該結(jié)果也和RIE制絨后的結(jié)構比較類似，但比實施案例I所述的微小結(jié)構更小。[0030]實驗表明，運用該方法制作的太陽電池，短路電流提1? 0.30A以上，效率提1? 0.63%，充分顯示了該方法的應用前景。
【權利要求】
1.一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，包括以下步驟: 步驟一、多晶硅酸式制絨； 步驟二、水洗； 步驟三、多晶硅堿式制絨； 步驟四、清洗。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，其特征在于，多晶硅在HF酸和HNO3的混合液中進行初制絨,用水清洗后,在NaOH混合液中進行二次制絨,制絨后的多晶硅經(jīng)過HCl溶液清洗。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，其特征在于，步驟一的HF酸和HNO3按照1:100-100:1的質(zhì)量比例進行混合，制絨時間0.5-5分鐘。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，其特征在于，步驟一的HF酸和HNO3按照1:5的質(zhì)量比例進行混合，制絨時間2分鐘。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，其特征在于，步驟二使用水清洗硅片1-3分鐘。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，其特征在于，步驟三的NaOH混合液中NaOH和水的 質(zhì)量比為1:1000-1: 3，制絨時間3_50分鐘。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，其特征在于，步驟三的NaOH混合液中NaOH和水的質(zhì)量比為1:50，制絨時間20分鐘。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，其特征在于，步驟四的HCl溶液中HCl和水的質(zhì)量比為1:1000-1:10，清洗時間10-300秒。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種多晶硅太陽電池濕法制絨方法，其特征在于，步驟四的HCl溶液中HCl和水的質(zhì)量比為1:100，清洗時間30秒。
【文檔編號】C30B33/10GK103541017SQ201310514998
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權日:2013年10月28日
【發(fā)明者】賈河順, 姜言森, 方亮, 任現(xiàn)坤, 徐振華, 張春艷, 馬繼磊 申請人:山東力諾太陽能電力股份有限公司