[发明专利]一种湿法黑硅电池的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种湿法黑硅电池的制备方法。

【背景技术】

太阳能光伏发电是目前最清洁环保的可持续能源利用形式，也是目前世界利用太阳能最主要的一种方式，近些年在全球得到迅猛发展。目前光伏产业仍以晶硅太阳能电池为主，为了降低产业成本，电池薄片化是趋势，此外，降低电池片表面反射和实现有效的钝化是提高电池效率的有效方式。CN 105070792 A公开了一种基于溶液法的多晶太阳电池的制备方法，先将制绒后硅片浸入HF和AgNO₃溶液中，表面沉积一层银纳米颗粒，再将沉积完银纳米颗粒的硅片浸入HF和H₂O₂混合溶液中进行腐蚀，制备出具有低反射率和高转换效率的纳米倒金字塔多晶太阳电池，但其所用多晶硅片需经传统的多重工艺清洗，得到光洁表面，成本高，效率低。CN 104966762 A公开了晶体硅太阳能电池绒面结构的制备方法，先将硅片放入含有氧化剂以及金属盐的氢氟酸溶液中，在硅片表面形成纳米级绒面结构，然后将带有绒面结构的硅片放入氢氟酸和硝酸混合液中进行微结构修正刻蚀，该方法提高了电池片的转换效率，但其对减反射率的技术问题没有解决。

【发明内容】

本发明的目的在于，针对现有技术的缺点，提供一种湿法黑硅电池的制备方法，能够通过纳米银浆液的明显降低太阳光的反射率，提高光电转化效率。

本发明的技术方案是：一种湿法黑硅电池的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1)用金刚线切割多晶硅片至所需形状；

2)将切割好的硅片放入HF、H₂O₂和乙二酸的混合水溶液中，60～80℃反应40～50min；

3)将硝酸银、苯甲醛、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物和浓硫酸加入水中，混合，搅拌，20～30℃下反应20～40min，离心，得到纳米银；

4)将纳米银加入混合液中，得到纳米银浆液；所述纳米银浆液中纳米银的含量为15～20％wt；

5)将步骤2)的硅片背面黏贴掩膜，浸入纳米银浆液，静置20～30min，取出，烘干，得到黑硅硅片；

6)用所述黑硅硅片制备电池。

优选地，所述步骤1)多晶硅片的厚度为150～200μm。利用金刚线切割，不仅成本降低，使用周期延长，而且硅片表面平整，薄片化效果好。

优选地，所述步骤2)混合水溶液由以下重量百分比的组分组成：HF 5～10％、H₂O₂3～5％、乙二酸5～8％，余量为水。酸性制绒液对金刚石切割的多晶硅片制绒效果和均匀度优良，乙二酸则降低HF的快速腐蚀，增加制绒液体的稳定性和可控性。

优选地，所述步骤3)各原料的质量分数为：硝酸银15～20％，苯甲醛30～40％，聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物0.75～3％，浓硫酸0.5～1.5％，余量为水。氧乙烯-聚氧丙烯共聚物，作表面活性剂，浓硫酸作催化剂，苯甲醛将银离子还原。此配比所得纳米银颗粒均匀，粒径为50～100nm，有利于硅片表面的孔径分布均匀。

优选地，所述步骤4)混合液由以下重量百分比的组分组成：乙醇5～10％，维生素C 1.5～3％，余量为含15～20％wt氨的氨水。添加乙醇和维生素C，防止纳米银被氧化；维生素C可进一步分解大颗粒的纳米银，提高纳米银颗粒大小的均匀度；氨水可适当提高纳米银的溶解性，使纳米银颗粒分散均匀，增强纳米银与硅片的附着效果，保持其均匀性和多孔性，进而增强电池的吸光率，降低反射率，增强转换效率。

优选地，所述步骤5)黏贴掩膜为掺有5～10wt％SiO₂的石蜡。在硅片背面用石蜡掩膜黏贴起保护作用，以实现单面腐蚀。石蜡中添加少量SiO₂，可有效防止边缘化腐蚀，背面不受影响。步骤5)将硅片浸入纳米银浆液后，尺寸均匀的银纳米颗粒催化腐蚀制备得到的多孔硅表面分布更加均匀，具有更好的陷光效果。常规酸腐蚀的平均反射率在13～14％，而黑硅硅片的平均反射率在5～6％，明显降低。

本发明具有以下有益的技术效果：

1)该方法工艺简单、成本低廉，通过纳米银浆液的明显降低太阳光的反射率，提高光电转化效率；

2)使用金刚线切割，表面平整，薄片化效果好；成本降低，使用周期延长，切割效率高，环境清洁；

3)硅片上尺寸均匀性好的银纳米颗粒制备得到的多孔硅孔径均一，腐蚀深度接近.硅的密度递变层含量呈现规律变化,具有更好的陷光效果。

【具体实施方式】