[发明专利]一种制备单晶硅绒面的碱腐蚀溶液及方法

说明书

技术领域

本发明属于制造单晶硅太阳能电池领域，涉及一种制备单晶硅绒面的碱腐蚀 溶液及方法。

背景技术

自从太阳能电池问世以来，至目前为止整个市场仍以单晶硅太阳能电池为主 导，提高单晶硅片绒面制备稳定性和将单晶硅片绒面金字塔制备成纳米级一直是 该领域技术人员努力追求的目标之一。提高单晶硅片绒面制备稳定性可以减少溶 液配制频率，大大提供生产效率；缩小单晶硅绒面金字塔的体积可以杜绝太阳能 电池生产过程中的许多隐患。因此，在单晶硅太阳能电池领域中，怎样稳定、有 效地制备绒面是一个非常热门的课题。

所谓的绒面就是指存在于物体表面上的一系列有规则或无规则的高低不同 和大小不同的表面形状。由于绒面的存在，物体表面的反射率就会大大降低。换 句话说，物体表面的绒面可增加光的吸收。因此，绒面技术被广泛应用在太阳能 电池领域。

单晶硅片绒面制备技术虽然开发得较早，传统工艺可以投入批量生产，但在 传统工艺中，碱腐蚀制备单晶硅片绒面时，对碱溶液浓度、温度、腐蚀时间、异 丙醇添加量、Na₂SiO₃添加量等一系列相关工艺参数要求控制的非常精确，否则 会造成制绒过程的极不稳定，以及更换溶液频率和绒面制备返工率的上升，浪费 不必要的财物和时间；并且制备的绒面不均匀就会加大光的反射，最终影响太阳 能电池片的转化效率。

随着工艺的不断改进，硅片减薄工艺已被绒面过程所取代，传统工艺要保证 绒面制备过程中损伤层去除彻底，又相对减小绒面金字塔的体积是几乎不可能 的；而金字塔体积相对较大，会提高电池片生产过程的碎片发生率，同时不同角 度的光反射也会上升，最终影响太阳能电池片的转化效率。

此外，现有采用线切割的方法由硅棒切割而成的单晶硅片厚度一般在200 微米以下，这种单晶硅片应该是干净的，没有任何有机物质污染。在切割硅棒过 程中，单晶硅片表面与碳化硅微粒和钢丝剧烈摩擦，在单晶硅片的表面生成了一 层厚度不均匀的损伤层，这层损伤层是半导体电子和空穴的复合源。所以在太阳 能电池生产过程中，首先要把这层损伤层清除干净，清除这层损伤层的传统工艺 是采用碱溶液腐蚀单晶硅片。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使单晶硅片表面反射率降低、制备的 绒面金字塔细密、成本低、操作简单、稳定有效制备单晶硅绒面的碱腐蚀溶液及 方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该溶液为碱溶液、异丙醇和 Na₂SiO₃的混合液，其结构特点是还含有重量百分比为0.02‰～0.1‰的Pb(NO₃)₂或Pb。

所述碱溶液的重量百分比为1％～3.5％，异丙醇的重量百分比为5％～7％， Na₂SiO₃的重量百分比为0.2％～2％。

所述的碱溶液为NaOH或KOH溶液。

该方法为将单晶硅片浸泡在该碱腐蚀溶液中进行腐蚀反应，反应时间为 20～30分钟，碱腐蚀溶液的温度为75～85℃。

所述的单晶硅片经过碱腐蚀溶液腐蚀后，表面形成大小为0.5～1.5微米的 绒面。

被腐蚀的单晶硅片厚度为5～20微米。

该单晶硅片绒面是在对损伤层的清洗过程中完成的。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：1、该碱腐蚀溶液中添加适量 的化学添加剂Pb(NO₃)₂或单质Pb，单晶硅片浸泡在该溶液中，不仅可以形成均 匀的绒面，降低制绒后反射率和提高太阳能电池转化效率，且制备的绒面金字塔 大小比传统工艺制备的绒面金字塔大小要小10倍以上，同时一槽溶液制备单晶 硅片绒面的数量比传统工艺制备的数量可以提高3倍以上，制绒过程非常稳定； 2、该碱腐蚀溶液所添加的Pb(NO₃)₂或单质Pb用量少，市场上普遍供应、价格便 宜、制造成本上升极小，几乎可以忽略；3、该碱腐蚀溶液配制的工艺参数控制 范围很广，不需控制地非常精确，这样制备绒面时就非常稳定；4、该制备方法 不需要特殊的制绒过程，也不需要添加额外的生产设备，损伤层的清洗过程就是 制绒过程，具有操作简单和成本低的优点。

附图说明

图1为传统工艺制备的单晶硅片绒面的扫描图。