[发明专利]一种用于制备单晶硅绒面的酸腐蚀溶液及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备太阳能电池用单晶硅绒面的酸腐蚀溶液 及其使用方法，属于太阳能电池制备技术领域。

背景技术

进入21世纪以来，随着矿物能源的日益减少和环境污染的日趋严 重，发展新型环境协调型绿色可再生能源及其能源转换技术正受到世 界各国的高度重视。其中，最没有污染、市场空间最大的应该是太阳 能，利用光电转换的太阳能电池发电技术是同时解决上述能源与环境 两个问题的最佳选择，因而太阳能电池的研究与开发正越来越受到世 界各国的广泛关注。

在太阳能制造工艺中硅片表面制绒是非常重要的一个环节，这对 降低硅片的反射率以及提高光电转换效率有着重大的影响。目前，碱 溶液腐蚀制绒工艺已经得到最优化的改进，在等离子增强化学气相沉 积氮化硅减反射膜之前，反射率可以平均降低到11.0％。沉积氮化硅 减反射膜之后反射率可以降低到5.0％。随着对光电转换效率要求的提 高，在碱溶液腐蚀制绒工艺已经得到最优化的情况下，酸溶液腐蚀制 绒技术还有待进一步的优化和完善。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备单晶硅绒面的酸腐蚀溶液及其 使用方法，可以得到更低的反射率，以获得更高的太阳能电池光电转 换效率，相比最优化的碱溶液腐蚀制绒工艺至少可以提高光电转换效 率0.2个百分点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于制备单晶硅绒面的酸腐蚀溶液，由氧化剂和氢氟酸配制 而成，其中氧化剂浓度为1-20摩尔/升，氢氟酸浓度为0.1-10摩尔 /升，且氧化剂为硝酸钾或硝酸铵，氢氟酸为氟化铵。

作为上述方案的优选，所述氧化剂浓度为5-15摩尔/升，氢氟酸 浓度为2-8摩尔/升。

一种上述用于制备单晶硅绒面的酸腐蚀溶液的使用方法，包括如 下步骤：将切割后的单晶硅片放在酸腐蚀溶液中进行腐蚀反应，反应 时间为30秒-15分钟，反应温度为-5℃-25℃。

作为上述方案的优选，所述反应时间为1分钟-10分钟，反应温 度为0℃-15℃。

本发明中的硝酸钾或硝酸铵为强氧化剂，与硅反应生成二氧化硅， 氟化铵的作用是与生成的二氧化硅反应生成络合物H2SiF6，以促进反 应进行，而且氟化铵对反应起缓冲作用，反应中还会生成少量的 HNO2，它能促进反应的发生，这是一种自催化反应。本发明的反应时 间、酸腐蚀溶液的温度与酸腐蚀溶液中氧化剂和氢氟酸的浓度相协调， 以达到去除由线切割单晶硅而产生损伤层的目的，近而提高电池光电 转化效率。

总之，本发明的有益效果在于：

1)在太阳能电池用单晶硅表面用本发明酸腐蚀溶液制备绒面，可 以得到更低的反射率，获得更高的电池光电转化效率，相比最优化的 碱溶液腐蚀制绒工艺至少可以提高光电转换效率0.2个百分点。

2)制备过程简单、费用低廉，能适用于不同尺寸单晶硅太阳能电 池的绒面制备。

3)适用于大规模生产，也适用天小批量的生产，同时生产中的废 酸也容易收集。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不受以 下实施例所限定。

实施例1：加6摩尔氟化铵到1升15摩尔/升的硝酸钾溶液中，混 合均匀，把溶液温度控制在10℃，放入切割好的5英寸单晶硅片，腐蚀 时间10分钟，然后将此单晶硅片做成太阳能电池片，该太阳能电池片 的转化转换效率，填充因子，开路电压和电流分别为 16.42％，0.766，621mv和5.10A。

实施例2：加6摩尔氟化铵到1升10摩尔/升的硝酸铵溶液中， 混合均匀，把溶液温度控制在-5℃，放入切割好的5英寸单晶硅片， 腐蚀时间15分钟，然后将此单晶硅片做成太阳能电池片，该太阳能电 池片的转化转换效率，填充因子，开路电压和电流分别为 17.24％，0.778，628mv和5.22A。

实施例3：加6摩尔氟化铵到1升8摩尔/升的硝酸钾溶液中，混 合均匀，把溶液温度控制在10℃，放入切割好的5英寸单晶硅片，腐 蚀时间15分钟，然后将此单晶硅片做成太阳能电池片，该太阳能电池 片的转化转换效率，填充因子，开路电压和电流分别为 16.92％，0.7819，625mv和5.12A。