[发明专利]多晶黑硅制绒处理液、应用其进行多晶硅片制绒的方法以及多晶黑硅制绒品

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池制绒领域，尤其涉及一种多晶黑硅制绒技术领域。

背景技术

近年来，黑硅制绒技术由于可以在全波段实现较低的表面反射率，从而提高太阳电池的短路电流，引起了光伏产业界的广泛关注。多晶硅太阳电池与单晶硅电池存在约1％的效率差距，其中，多晶硅制绒后的反射率较高是导致这一差距的重要原因，采用黑硅制绒技术实现多晶硅电池的效率提高成为亟待解决的关键问题。

实现多晶黑硅制绒的方法有干法和湿法刻蚀，其中，干法刻蚀主要以反应离子刻蚀法为代表，制备工艺复杂、制备成本昂贵，开发价廉且与现有制绒工艺兼容的湿法刻蚀技术，是实现黑硅太阳电池产业化应用的重要课题。

湿法刻蚀技术中，金属催化腐蚀的方法越来越被广泛地采用，然而，采用目前的黑硅制绒手段所制得的多晶黑硅绒面，其表面积和均匀性有待提升，且少子复合严重，制绒反应过程也不易控制。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可实现均匀绒面制备的多晶黑硅制绒处理液以及应用其进行多晶硅片制绒的方法。该方法所制得的多晶黑硅制绒品绒面均匀，减反效果较好，表面复合较低，将其应用于制备电池，所制得的电池效率显著提高。

本发明提供一种多晶黑硅制绒处理液，其包括氢氟酸溶液、过氧化氢溶液和金属盐，其中所述氢氟酸溶液与过氧化氢溶液的体积比为1～25:5～40，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的质量分数为40％～50％，所述过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为20％～55％，所述金属盐为硝酸铜、硝酸银、硝酸钯、氯化铜、氯金酸、氯铂酸、铬酸钾、硫酸镍中的至少一种，所述金属盐的摩尔浓度为1μmol/L～10⁵μmol/L。

在一优选例中，所述氢氟酸溶液与过氧化氢溶液的体积比为1～10:10～40。

在另一优选例中，所述金属盐的摩尔浓度为1μmol/L～1000μmol/L。

在另一优选例中，所述多晶黑硅制绒处理液中还包括添加剂，所述添加剂与氢氟酸溶液的体积比为1～30:1～25，所述添加剂的质量分数为60％～98％，所述添加剂为异丙醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、正丙醇、乙二醇乙醚、二乙二醇中的至少一种。

在另一优选例中，所述多晶黑硅制绒处理液中氢氟酸溶液、过氧化氢溶液与添加剂的体积比为1～5：25～35：1～10。

如本发明所述，如无特殊说明，上述及本发明中其它化学品均指市售化学药品，所述质量分数，是指在未混合形成处理液前，各化学品溶液自身的质量百分比浓度。

本发明还提供一种应用所述多晶黑硅制绒处理液进行多晶硅片制绒的方法，其包括如下步骤：

a)将多晶硅片置于氢氟酸硝酸制绒液中进行制绒处理，所述氢氟酸硝酸制绒液为氢氟酸溶液、硝酸溶液和水以1～5：5～10：5～15的体积比混合得到，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的质量浓度为40％～50％，所述硝酸溶液中硝酸的质量浓度为50％～70％，所述制绒处理的时间为0.5分钟～3分钟，所述制绒处理的温度为5℃～15℃；

b)配置多晶黑硅制绒处理液，将经过制绒处理的硅片置于多晶黑硅制绒处理液中进行黑硅处理，以在硅片的表面形成均匀的多孔结构；

c)用酸液去除经过黑硅处理的硅片表面残留的金属及金属离子。

在一优选例中，步骤b)中黑硅处理的时间为20秒～5分钟，黑硅处理的温度为10℃～45℃。

在另一优选例中，步骤b)中黑硅处理的时间为30秒～200秒。

在另一优选例中，步骤b)中黑硅处理的温度为20℃～35℃。

在一优选例中，步骤c)中所述酸液为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、醋酸、氢氟酸、柠檬酸、羧酸、磺酸、亚磺酸、硫羧酸、氟锑酸、氟锑磺酸中的至少一种。

在另一优选例中，步骤c)中所述酸液为68％硝酸，处理时间为0.5分钟～5分钟。

在一优选例中，步骤c)之后还包括：步骤d)用碱液修饰硅片表面的多孔结构，所述碱液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、氨水和四甲基氢氧化铵中的至少一种。

在另一优选例中，步骤d)中所述碱液为氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液，所述碱液的质量分数为2％～10％，修饰处理时间为10秒～30秒。