[发明专利]基片表面陷光结构的制备装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，更具体地涉及一种基片表面陷光结构的制备装置及其制备方法。

背景技术

光伏产业迅速发展，目前光伏市场上90％以上的产品是晶体硅太阳电池。但持续的效率提升和成本降低，是目前面临的最大问题。一些新的电池技术，比如N型双面电池技术、N型异质结电池技术、P型发射极钝化背面接触(PERC)电池技术、金刚线切割多晶硅电池技术等纷纷出现，以满足未来市场发展的需求。

虽然提升电池效率的方法和技术手段很多，但提升效果并不是很明显，且存在设计复杂、制备工艺条件苛刻的缺陷。而要想提升效率，提高光的吸收和利用是最为直接有效的办法，这可以使电池的电流密度从38mA/cm²提升到42mA/cm²。目前通过提高光的吸收和利用来提升电池效率的方法主要为制备陷光结构，但对于绝大多数无机材料构成的太阳能电池(如晶体硅、砷化镓太阳能电池)，都无法实现陷光结构的有效制备。

目前表面陷光结构是研究热点，包含多孔硅制备、黑硅纳米线制备，以及激光刻蚀等。但目前的表面陷光结构各自有自己的局限性，要么无法量产(如激光刻蚀等)，要么制备液中含有重金属等，因此，制备成本高，陷光效果不佳；且现有的方法仅能制备毫米甚至微米级别的陷光结构，因此效率提升效果有限。

发明内容

基于以上问题，本发明的主要目的在于提出一种基片表面陷光结构的制备装置及其制备方法，用于解决以上技术问题的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提出一种基片表面陷光结构的制备装置，包括：腐蚀槽，用于盛放腐蚀液及待腐蚀基片；光源，用于发射催化光；透光板，设置于腐蚀槽上方，具有周期性的孔隙，用于使催化光透过射入腐蚀槽；基片的表面在催化光的作用下，由腐蚀液腐蚀得到陷光结构。

在本发明的一些实施例中，上述光源为面光源和/或点光源，其发射的催化光经由一匀光板透过所述透光板射入腐蚀槽；优选地，上述催化光的光强不小于500W/cm²。

在本发明的一些实施例中，上述光源包括氙灯光源、卤钨灯光源、激光光源和/或发光二极管。

在本发明的一些实施例中，上述基片在腐蚀槽中的浸入深度与光源发射的催化光的波长相匹配。

在本发明的一些实施例中，上述光源为氙灯光源和/或卤钨灯光源；则制备装置还包括置于透光板上方/下方的滤光片，以使波长与基片在腐蚀槽中的浸入深度相匹配的部分催化光滤过。

在本发明的一些实施例中，上述光源为光纤激光器或光纤激光器阵列，则制备装置还包括固定于透光板孔隙的光纤保护筒，用于固定光纤激光器的光纤。

在本发明的一些实施例中，上述腐蚀槽包括链式槽体；基片置于链式槽体的至少两个内部滚轮的上表面，以通过内部滚轮带动待腐蚀基片水平运动。

在本发明的一些实施例中，上述透光板的上表面覆盖有导热材料，用于带走光束照射带来的热量。

在本发明的一些实施例中，上述透光板的孔隙宽度大于2μm，相邻两孔隙之间的间隔大于2μm。

在本发明的一些实施例中，上述基片表面陷光结构的制备装置还包括：固定于透光板的孔隙处的微透镜，用于对催化光聚焦。

在本发明的一些实施例中，上述腐蚀液为酸性腐蚀液，该腐蚀液包括硝酸、氢氟酸、盐酸、硫酸、双氧水和水；该腐蚀液腐蚀得到陷光结构的腐蚀温度为0℃-60℃，腐蚀时间为0.5min-60min。

为了实现上述目的，本发明还提出一种基片表面陷光结构的制备装置，用于得到反射率R介于10％-25％的基片，包括：上述基片表面陷光结构的制备装置；酸性修饰槽，用于盛放酸性修饰液，以对形成有陷光结构的基片进行表面修饰；碱性修饰槽，用于盛放碱性修饰液，以对形成有陷光结构的基片进行表面修饰。

在本发明的一些实施例中，上述基片表面陷光结构的制备装置，还包括三个水槽，分别与腐蚀槽、酸性修饰槽、碱性修饰槽邻近放置，分别用于去除基片表面的残液。

在本发明的一些实施例中，上述酸性修饰液包括硝酸、氢氟酸、化学添加剂和水；其中，硝酸的浓度为1％-30％，氢氟酸的浓度为5％-20％；其腐蚀修饰温度为0℃-50℃，腐蚀修饰时间为0.5min-30min；

在本发明的一些实施例中，上述碱性修饰液包括碱液、化学添加剂和水，所述碱液包括NaOH溶液、和/或kOH溶液、和/或四甲基氢氧化铵溶液；其中，碱液的浓度为0.1％-10％；其腐蚀修饰温度为0℃-80℃，腐蚀修饰时间为0.1min-20min。