專利名稱：一種酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法
技術領域：
本發明涉及太陽能電池制作領域，具體涉及一種單晶硅太陽能電池制絨方法。
背景技術：
太陽能電池是一種新型的能量轉換設備，其中，單晶硅太陽能電池以其轉換效率高、性能穩定而倍受青睞。為提高太陽能電池的光電轉換效率，在其制作過程中，首先需對硅片進行化學處理，一方面在硅片表面形成特定的減反射結構以增加對光的吸收，另一方面去除硅片表面由于切片留下的10-20um厚的機械損傷層。現有的制絨方法是，在去損傷后進行堿制絨，主要以制絨后反射率作為絨面優劣的參考，通過化學反應對硅片表面進行各向異性腐蝕，得到均勻密布的金字塔表面結構，增加了光的吸收，提高了短路電流。但通過現有的堿制絨工藝獲得的表面存在大量的復合中心，不利于PN結對載流子的收集，且由于PN結的比表面積較大，不利于開路電壓的提高，這種絨面結構大大限制了單晶硅太陽能電池效率的提升。為滿足市場對太陽能電池高功率的需求，在現有單晶堿制絨的基礎上，工藝改良的高效電池大量涌現，常見的有二次印刷和選擇性發射極電池，盡管可以提升效率， 但需要引進昂貴的設備和原料，明顯增加工藝時長和工藝步驟，生產成本較高。為解決上述問題，申請人經長期反復試驗找到了一種酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨工藝。
發明內容
本發明的目的是提供一種酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，它既能減少硅片表面的復合中心，有效降低載流子在硅片表面的復合率，又能減小PN結的比表面積，明顯提高開路電壓，從而大幅提升單晶硅太陽能電池的光電轉換效率。此外，這種制絨工藝無需延長工藝時間，只需對現有的制絨設備進行簡單改良即可實現。本發明所采用的技術方案如下一種酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，包括以下步驟去損傷、堿制絨、酸制絨、去金屬離子和鈍化，其特征在于所述堿制絨所用制絨溶液為NaOH或KOH溶液，在堿制絨后增設酸制絨，酸制絨所用制絨溶液為HF和HNO3的混合溶液。進一步，在堿制絨時，所述NaOH或KOH溶液的質量百分含量為 5%。進一步，在堿制絨時，堿制絨的溫度為70°C 90°C。進一步，在堿制絨時，堿制絨后硅片的腐蝕深度控制在1 6um，堿制絨的參考時間為6-18分鐘。進一步，在酸制絨時，所用制絨液為HF和HNO3的混合溶液，其中HF的濃度為 40% -50%, HNO3 的濃度為 60% -70%。更進一步，在酸制絨時，在酸性制絨溶液中HF和HNO3的體積百分含量為50% 80%。更進一步，酸制絨時所用酸性絨液為HF和HNO3的混合溶液，HF和HNO3的體積比為1 2 7。進一步，在酸制絨時的溫度控制在2 16°C。進一步，控制酸制絨的腐蝕深度為1 10um，酸制絨的參考時間為10 140秒。本發明的優點是由于在堿制絨后增設酸制絨，能將金字塔底部的不穩定結構進一步腐蝕，形成狹窄的凹槽，使原有的密布的金字塔結構變得分散。它既能減少硅片表面的復合中心，有效降低載流子在硅片表面的復合率，又能減小PN結的比表面積，明顯提高開路電壓，從而大幅提升單晶硅太陽能電池的光電轉換效率。采用本發明，開路電壓可提升 8 15mV，電池轉換效率可提升0. 4 0. 6%，以硅片類型為125-165的單晶為例，采用本發明與現有堿制絨工藝相比，所得典型參數對比如下表
權利要求
1.一種酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，包括以下步驟去損傷、堿制絨、酸制絨、去金屬離子和鈍化，其特征在于所述堿制絨所用制絨溶液為NaOH或KOH溶液，在堿制絨后增設酸制絨，酸制絨所用制絨溶液為HF和HNO3的混合溶液。
2.根據權利要求1所述酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，其特征在于在堿制絨時，所述NaOH或KOH溶液的質量百分含量為1 % 5%。
3.根據權利要求1所述酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，其特征在于在堿制絨時，堿制絨的溫度為70°C 90°C。
4.根據權利要求1所述酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，其特征在于在堿制絨時，堿制絨后硅片的腐蝕深度控制在1 6um。
5.根據權利要求1所述酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，其特征在于在酸制絨時，所用制絨液為HF和HNO3的混合溶液，其中HF的濃度為40% -50%, HNO3的濃度為 60% -70%。
6.根據權利要求1所述酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，其特征在于在酸制絨時，在酸性制絨溶液中HF和HNO3的體積百分含量為50% 80%。
7.根據權利要求1所述酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，其特征在于酸制絨時所用酸性絨液為HF和HNO3的混合溶液，HF和HNO3的體積比為1 2 7。
8.根據權利要求1所述酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，其特征在于在酸制絨時的溫度控制在2 16°C。
9.根據權利要求1所述酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，其特征在于控制酸制絨的腐蝕深度為1 lOum，酸制絨的參考時間為10 140秒。
全文摘要
本發明涉及太陽能電池制作領域，公開了一種酸堿結合的單晶硅太陽能電池制絨方法，包括去損傷、堿制絨、酸制絨、去金屬離子及鈍化。本發明在現有的單晶堿制絨工藝后添加了一步酸制絨工藝，形成了特殊的表面結構，能減少硅片表面的復合中心，有效降低載流子在硅片表面的復合率，減小PN結的比表面積，明顯提高開路電壓，大幅提升單晶硅太陽能電池的光電轉換效率。
文檔編號C23F1/32GK102496660SQ20111045373
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者黎慧華 申請人:常州億晶光電科技有限公司