[发明专利]单晶硅太阳电池绒面的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳电池技术领域，具体涉及单晶硅太阳电池绒面的制备方法。

背景技术

晶体硅太阳电池是采用晶体硅材料制成的可将太阳能转换为电能的的电池，大致可以分为单晶硅太阳电池和多单晶硅太阳电池两种。晶体硅太阳电池无需使用常规的诸如油、天然气、水、煤等材料就可以将太阳能转换为电能，因此是一类干净、无污染的新能源，使用寿命长，且可再生利用，近年来，得到越来越多的应用。

在晶体硅系列太阳电池中，单晶硅太阳电池转换效率最高，技术也最为成熟，是目前应用最多的一类太阳电池。单晶体硅太阳电池的制造需要经过多个工序的处理，如前道化学预清洗、绒面腐蚀、PN结制备、氮化硅膜的沉积、正背面电极的制备、烧结等，其中晶体硅太阳电池的绒面腐蚀制作的好坏，直接影响光电转换效率，其在单晶硅太阳电池的制备过程中至关重要。

单晶硅的表面制绒是利用了单晶硅片在化学腐蚀中的选择性腐蚀性能，即在硅片的[100]和[111]面的腐蚀速率不同，从而在单晶硅表面形成金字塔型的陷光结构，增加了硅片表面与光线的接触次数，降低了硅片表面的反射率，增加光的吸收，从而提高单晶硅太阳电池的转换效率。

单晶硅化学腐蚀常用碱腐蚀方法，常用的化学药品有NaOH(氢氧化钠)或KOH(氢氧化钾)，添加剂为异丙醇或酒精，一般在硅的[100]面发生的腐蚀速度最快，其反应方程式为：

NaOH+H₂O→Na⁺+2OH^-+H⁺

Si+2OH^-+4H₂O→Si(OH)₆^2-+2H₂↑

Si(OH)₆^2-+(CH₃)₂CHOH→[Si(OC₃H₇)₆]^2-+6H₂O

首先NaOH和硅反应生成硅化合物，再与异丙醇反应，形成可溶解的硅络合物，而不断离开硅片表面。

反应过程中会产生氢气附着在硅片表面，如果不除去，会阻碍硅片表面与化学药品的进一步反应，所以氢气的去除是制绒的一个关键要素。

现有技术，通行的单晶硅制绒方法主要有两种，一种是在绒面槽体中鼓泡的方法，但鼓泡法易造成硅片的碎片以及添加剂异丙醇的大量挥发，且腐蚀溶液不易混合均匀，从而造成次品率的增加和溶剂的浪费，加大了制作成本，降低了生产效率和产能；另一种是利用循环泵使溶液中各种组分分配均匀的方法，而循环泵的使用又不能驱赶走绒面制作过程产生的氢气，由于氢气会附着在硅片的表面，从而在绒面制作过程中使得腐蚀溶液与硅表面不能充分接触而形成绒面的空白点，影响了绒面的均匀性，鉴于这两种方法的弊端，急需寻找其它的更好的方法来制备单晶硅太阳电池绒面。中国申请专利公开号为CN1983646A《单晶硅太阳电池绒面的制备方法》中，采用压电转化器实现频率为170～400kHz的超声振动除去氢气，腐蚀溶液为氢氧化钠，但是该方法超声振动频率高增加了制作成本，且没有使用有机溶剂不能有效带走反应中生成的Si(OH)₆^2-，使得硅表面被产物覆盖，不容易生成均匀绒面。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种腐蚀溶液混合均匀，驱赶氢气效果好的单晶硅太阳电池绒面的制备方法，该方法制备的硅片绒面均匀，硅片反射率低，电池片效率高，且还可以降低硅片的碎片率。