[发明专利]单晶硅电池片高效制绒专用腐蚀溶液

说明书

技术领域

本发明涉及一种单晶硅太阳能电池片制绒方法，尤其涉及单晶硅太阳能电池片制绒用的一种碱腐蚀溶液。

背景技术

在太阳能电池片生产过程中，如何提高太阳能电池的光电转换效率是本领域技术人员一直探索课题。实践证明，降低电池片表面反射率是提高太阳能电池光电转换效率的一个重要的途径。目前，进入工业化应用的技术方案是通过在硅片表面制造绒面和沉积减反射膜来降低表面反射率，以提高硅片的吸光效率。对于单晶硅太阳能电池片的绒面制作，利用碱液在晶体硅不同晶向(100)面和(111)面上具有不同腐蚀速度的特点，能在硅片的表面形成金字塔结构，从而提高太阳能电池片的吸光效率。

目前，在单晶硅太阳能电池片的制绒过程中，制绒所用的腐蚀液是氢氧化钠或氢氧化钾溶液和异丙醇的混合溶液，按照现行腐蚀制绒工艺，腐蚀时间大约为30分钟，由于腐蚀时间太长，导致制绒工艺的产量无法进一步扩大，使得太阳能电池的生产效率无法进一步提高。制绒周期太长已成为限制太阳能电池高效批量生产的工艺难点。如何缩短制绒时间，人们围绕现有工艺从设备、制绒工艺条件等方面进行了改进，虽有一定效果，但没有取得突破性进展，申请人对此也作了大量的试验和研究，研制了一种单晶硅电池片高效制绒专用腐蚀溶液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单晶硅电池片高效制绒专用腐蚀溶液，用它取代现有的制绒腐蚀溶液，制绒时间只要10分钟，比现有技术缩短近20分钟，能使现有单晶硅电池片的制绒效率提高2倍。

所述单晶硅电池片高效制绒专用腐蚀溶液为氢氧化钾和1，4环己二醇的混合溶液，其中，氢氧化钾的浓度控制在15-25g/l，1，4环己二醇的浓度控制在45-55g/l。

本发明的配制方法如下：

准备一只腐蚀槽，在其内配制成浓度为15-25g/l的氢氧化钾溶液，并加入液态的1，4环己二醇，使其浓度控制在45-55g/l。

使用本发明的制绒方法如下：

第一步，制绒前的准备：先准备好两只腐蚀槽，在第一只腐蚀槽中由氢氧化钾溶液和去离子水配制成浓度为30％的氢氧化钾溶液，并升温至60℃；

在第二只腐蚀槽中加入单晶硅电池片高效制绒专用腐蚀溶液，其中氢氧化钾浓度为20g/l，1，4环己二醇的浓度为50g/l，并升温至85℃；

第二步，去除硅片表面的机械损伤层：将单晶硅片放入第一只腐蚀槽中，升温至60℃，反应30s，即能去除硅片表面的机械损伤；在本步骤中是利用60℃的高温度，30％高浓度氢氧化钾溶液能对硅片进行均匀腐蚀的特性，去除硅片表面的械损伤层；

第三步，清洗：将经过第二步处理后的单晶硅片放入常温的纯水中进行清洗；

第四步，制绒：将第三步清洗过的单晶硅片放入第二只腐蚀槽中，由本发明对之进行腐蚀制绒，将腐蚀溶液的温度控制在85℃，腐蚀时间控制在10分钟即可；在本步骤中是利用高温度、低浓度的氢氧化钾溶液能对硅片的(100)面与(111)面腐蚀速度不同的特性，完成对硅片的制绒；

第五步，将制绒后的单晶硅片按现有技术进行制绒后处理即可。

经研究和分析，采用本发明制绒，其机理为：硅和碱的反应。

其化学反应方程式如下：

Si+2OH^-→SiO₃^2-+2H₂↑

由于碱液在晶体硅不同晶向(100)面和(111)面上具有不同腐蚀速度的特点，利用高温、高浓度的碱液对硅的(100)面与(111)面腐蚀速度相差不大的特性，这样就能去除硅片表面机械损伤，获得平坦光亮的表面。利用高温、低浓度的碱液对硅的(100)面腐蚀速度远大于对(111)面腐蚀速度的特性，在硅片表面形成金字塔状结构的绒面。

由于1，4环己二醇拥有二个羟基，加上1，4环己二醇具有较高的沸点150℃(20mmHg)，因此在腐蚀过程中减少了在较高温度条件下1，4环己二醇的挥发，从而加速了反应的速率。利用1，4环己二醇和氢氧化钾的混合溶液对单晶硅太阳能电池片进行腐蚀制绒，不仅可以获得色泽均匀、反射率低的金字塔状结构的绒面，而且，制绒工艺周期只有10分钟左右，大幅度地提高了制绒效率。经反复试验和观察，1，4环己二醇在制绒过程中，消除氢气泡功能比异丙醇强得多；还能减缓氢氧化钾对硅片的腐蚀速度。

采用本发明所述的单晶硅电池片高效制绒专用腐蚀溶液，使得单位时间内的制绒效率提高2倍左右，从而使得大规模生产的生产效率得以提高，并且所制出的金字塔状绒面均匀，密度较好，重复性较好，可用于大规模生产中。

附图说明