[发明专利]用于刻蚀太阳能电池硅片的酸性制绒液、制绒方法、太阳能电池片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种用于刻蚀太阳能电池硅片的酸性制绒液、制绒方法、太阳能电池片及其制作方法。酸性制绒液包括：铜离子源，用于提供浓度为0.1～25mmol/L的铜离子；氟离子源，用于提供浓度为0.5～10mol/L的氟离子；浓度为0.1～1.0mol/L氧化剂，能够将铜氧化为铜离子。采用上述酸性制绒液可以较好地对硅片表面制绒，进而在较低温度和较短时间内在硅片表面上形成独立、完整且紧密排布的微米尺寸倒金字塔结构。该结构将入射光在制绒表面上的反射率降至5％～15％，提高了太阳能电池效率。本发明的倒金字塔结构不局限于HIT及常规扩散电池的制备中，还可以应用在其它使用硅衬底的太阳能电池及光电子器件中。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体而言，尤其是涉及一种用于太阳能电池硅片刻蚀的酸性制绒液、制绒方法、太阳能电池片及其制作方法。

背景技术

随着人类社会的发展和进步，对能源需求不断增加，并且随着不可再生能源的衰竭，人们对可再生能源特别是太阳能的依赖性越来越强。其中，太阳能电池已经逐渐走入大众的日常生活中。在光伏产业中，如何实现太阳能电池转换效率的提高和成本的降低一直是研究的重点问题，而提高太阳能电池转换效率的一个重要手段就是降低太阳光在硅片表面的反射。为了减少反射损失，通常对硅片表面进行制绒或在电池表面沉积减反射膜，其中，采用硅片表面制绒的方法备受青睐。

目前，太阳能电池单晶硅片制绒是一种比较成熟的方法，传统的单晶硅或准单晶的制绒工艺一般是采用碱液(如氢氧化钠)及制绒添加剂作为制绒液制作绒面。碱性制绒的原理是利用碱溶液对单晶硅或准单晶的各向异性腐蚀，碱溶液对硅片表面具有不同的腐蚀速率，如对(111)晶面腐蚀较慢，而对(100)

晶面腐蚀较快。当采用碱溶液对硅片表面进行腐蚀时，由于各项异性腐蚀特性，会在硅表面形成随机结构。随机金字塔结构能够对太阳光进行两次反射，一般反射率在10％左右。

为了使太阳光在硅片表面进行多次反射，进而提高太阳能电池对光的吸收，提高电池效率，同样可以采用碱制绒的工艺制备倒金字塔结构。倒金字塔结构能够对太阳光进行三次反射，反射率可以降低至5％左右。然而该碱液制绒工艺与制备随机金字塔结构的不同之处在于需要制备掩膜层，即需要高温氧化、制备刻蚀掩膜、高温刻蚀等多步复杂的工艺步骤，从而限制了其大范围的应用。

鉴于以上存在的问题，为了减少入射光在硅片表面的反射率，提高太阳能电池对光的吸收以及太阳能电池的转换效率，迫切需要出现一种新的制绒工艺。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种用于刻蚀太阳能电池硅片的酸性制绒液、制绒方法、太阳能电池片及其制作方法，该酸性制绒方法能够采用廉价的金属铜离子在较低温度和较短的时间内完成制绒，并且获得了微米尺寸结构的倒金字塔结构。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于刻蚀太阳能电池硅片的酸性制绒液，包括：铜离子源，用于提供浓度为0.1～25mmol/L的铜离子；氟离子源，用于提供浓度为0.5～10mol/L的氟离子；和浓度为0.1～1.0mol/L氧化剂，能够将铜氧化为铜离子。

进一步地，铜离子源选自氯化铜、硫酸铜和硝酸铜中的一种或多种。

进一步地，氧化剂选自高锰酸钾、溴化钾、过硫酸盐和双氧水中的一种或多种。

进一步地，铜离子的浓度为4～15mmol/L，氟离子的浓度为3～7mol/L，氧化剂的浓度为0.3～0.7mol/L。

进一步地，铜离子源为硝酸铜，氟离子源为氢氟酸，氧化剂为双氧水。

进一步地，铜离子的浓度为7mmol/L，氟离子的浓度为5mol/L，双氧水的浓度为0.5mol/L。