[发明专利]一种多晶硅太阳能电池湿法制绒工艺

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池制绒的技术领域，尤其涉及一种多晶硅太 阳能电池湿法制绒工艺。

背景技术

在太阳能晶硅电池的生产工艺中，硅片表面织构化是提高太阳能 电池表面的光吸收从而提高其转换效率的重要手段之一。

目前多晶硅太阳能电池工业化生产中普遍采用酸溶液体系制备多 晶绒面，即采用HF和HNO₃的混和溶液(HF∶HNO₃∶H₂O＝3∶1∶10)对硅片 表面进行腐蚀，由于酸溶液对硅表面的各向同性腐蚀，得到硅片表面 的腐蚀坑，大小不均匀，形状不规则，尺寸较大，无法得到理想的表 面结构和表面反射率，其表面反射率控制在21％左右，在这种情况下 太阳电池的表面反射损失很大，外量子效率较低，从而电池效率较低。

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种能将硅片表 面反射率降低，进一步增加光的吸收，提高多晶硅电池效率的太阳能 电池湿法制绒工艺。

本发明的一种多晶硅太阳能电池湿法制绒工艺，包括硅片表面预 处理步骤、碱溶液腐蚀步骤、腐蚀后的硅片表面残余物去除步骤，对 硅片表面进行预处理后，再在硅片表面制备纳米掩膜层，然后将具有 纳米掩膜层的硅片置于碱性溶液中进行腐蚀，最后进行表面残余物去 除后，在硅片表面形成绒面。

硅片表面预处理步骤为：采用有机清洗剂如丙酮，或SCl(氨水 和双氧水混合溶液)对硅片表面的油污、颗粒等进行清洁。

其中，所述的纳米掩膜层为二氧化硅纳米球单分散层。

所述的碱溶液腐蚀步骤为，将具有纳米掩膜层的硅片置于质量比 为5-10％的四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液中，温度60-80℃，腐蚀 时间5-10min。优选的反应条件为：四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液 浓度为5％，温度60℃，腐蚀时间为10min。

在硅片表面制备二氧化硅纳米球单分散层具体做法为：通过溶液 自组装的方法形成二氧化硅的纳米球，然后采用旋涂法将纳米球与硅 片表面结合，在硅片表面形成二氧化硅纳米球单分散层。还可以采用 超声雾化喷涂或溶液提拉法实现纳米球与硅片的结合。所述的二氧化 硅的纳米球的制备方法为，采用醇盐水解法制备，在乙醇-水-氨水体 系中，以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，通过改变体系各组分的相对 含量，得到不同粒径的二氧化硅纳米球。

优选地，二氧化硅纳米球的粒径为200-800nm。

所述腐蚀后的硅片表面残余物去除步骤采用浓度10％的氟化氢 溶液，腐蚀时间1-2min。

硅片表面形成的绒面为具有蜂窝状形貌的绒面结构。

本发明的有益效果为：本发明的工艺在硅片表面制备纳米尺寸的 掩膜层，之后再利用碱溶液对硅的择优腐蚀，可使制备的绒面结构具 有更低的表面反射率，提高太阳电池的外量子效率，并通过调整纳米 掩膜层二氧化硅纳米粒子的尺寸以及TMAH溶液的腐蚀时间达到理 想的具有蜂窝状形貌的绒面结构。本发明制备的绒面可使硅片表面的 反射率降低至2％以下，增加光的吸收，与传统的湿法化学腐蚀绒面 技术相比，能够获得更高的电池光电转换效率，并且工艺成本低，适 合批量工业化生产。

附图说明：

图1所示为发明的工艺流程图。

图2所示为二氧化硅纳米球单分散层SEM图象。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技 术方案，但是本发明并不局限于此。

本发明的一种多晶硅太阳能电池湿法制绒工艺，包括硅片表面预 处理步骤、碱溶液腐蚀步骤、腐蚀后的硅片表面残余物去除步骤，对 硅片表面进行预处理后，再在硅片表面制备纳米掩膜层，然后将具有 纳米掩膜层的硅片置于碱性溶液中进行腐蚀，最后进行表面残余物去 除后，在硅片表面形成绒面。

其中，所述的纳米掩膜层为二氧化硅纳米球单分散层。

具体步骤为：

硅片表面预处理步骤：采用有机清洗剂如丙酮，或SCl(氨水和 双氧水混合溶液)对硅片表面的油污、颗粒等进行清洁。