[实用新型]包含叠加倒四棱锥绒面结构的多晶硅片

说明书

技术领域

本实用新型涉及硅片的制绒结构及其应用，尤其涉及一种包含叠加倒四棱锥绒面结构的多晶硅片、其制备方法及应用，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

多晶硅太阳能电池是降低硅基太阳能电池成本的重要研究方向，然而，未经处理的多晶硅片具有反射率较高，导致光电转化效率较低的弊端。对多晶硅片进行表面织构处理以形成绒面结构是近年来解决上述弊端的重要技术手段。

常规的表面织构处理形成的结构往往趋向于两种形貌，一种是具有规则形貌的金字塔或倒金字塔形状的绒面结构，另一种是形成完全无规则的“蠕虫”状或多孔状的绒面结构。

其中，金字塔或倒金字塔形状的绒面结构多见于碱性或酸性处理条件直接获得，形成的结构较为单一，比表面积有限的提升极限有限，因此，减反性能具有相应的理论极限，以倒金字塔结构为例，理论上反射率可以降低至5％～15％。

例如，专利CN103733357A为克服上述缺陷，刻意的形成了大小不同的两种正金字塔结构的绒面结构，以期提高单一形貌的金字塔结构的减反理论极限。

目前常规的多晶硅的绒面结构为“蠕虫”状，由于结构较浅，其表面反射率仍然较高(22-28％)。而多孔状的绒面结构，由于可以在空气和硅基体间形成折射率渐变层，从而提高减反性能，然而，由于表面积过大、表面粗糙，不必要的引入了诸多缺陷，表面复合较高，并不能有效提高电池效率。

例如，专利105154982A公开了一种多晶黑硅制绒品，形成了多孔状的绒面结构，该绒面结构形成了无规的、多孔的表面形貌。

然而，如何克服规则金字塔或“蠕虫”形状的绒面结构的减反极限的限制、以及多孔无规绒面的高复合率是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型第一方面是提供一种包含倒四棱锥组绒面结构的多晶硅片，所述硅片表面随机分布有倒四棱锥组，所述倒四棱锥组包括二个或多个至少部分相互叠加的倒四棱锥。

在一个实施方案中，所述倒四棱锥组还包括单独形成的倒四棱锥。

在又一个具体地实施方案中，所述倒四棱锥组还包括至少部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合，所述长方体沿与倒四棱锥中心线平行的方向上叠加；进一步地，所述至少部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合之间也相互叠加。

在另一个具体地实施方案中，所述倒四棱锥组的宽度为200-1600nm。

在一个具体地实施方案中，所述倒四棱锥组所包括的倒四棱锥深度和宽度的比为0.2-2∶1。

本实用新型所提供的包含倒四棱锥组绒面结构的多晶硅片的制备方法，其技术方案如下：

1)将多晶硅片放置于酸性制绒液中，进行一次蚀刻，清洗去除金属离子；

2)将清洗后的多晶硅片置于碱液中进行二次刻蚀，清洗即得。

在一个实施方案中，所述碱液为含1-10％的KOH或NaOH溶液。

在又一个具体地实施方案中，所述二次刻蚀的时间为5-300s，温度为 20-30℃。

在又一个具体地实施方案中，所述二次刻蚀的时间大于等于120s。

在另一个实施方案中，所述酸性制绒液中包含0.1-1.0mmol/L的银离子、20-180mmol/L的铜离子、2-8mol/L的HF和0.1-8mol/L的H₂O₂。

在又一个具体地实施方案中，所述一次刻蚀的时间为60-600s，温度为20-35℃。

在另一个实施方案中，所述步骤1)之前还包括多晶硅片预处理步骤，具体为，采用HF和HNO₃混合溶液中在8±1℃下处理1-10min，或者，采用5-20wt％的KOH溶液处理30s-300s，温度为60-90℃。

本实用新型的第二方面是提供将上述包含倒四棱锥绒面结构的多晶硅片在制备太阳能电池中的应用。

附图说明

图1为本实用新型制绒硅片的表面SEM图，从图中可以看出硅片绒面结构由二个或多个至少部分相互叠加的倒四棱锥绒面结构，单独的倒四棱锥绒面结构，部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合的绒面结构，所述长方体沿与倒四棱锥中心线平行的方向上叠加；以及部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合相互叠加的绒面结构，并且所述绒面结构以部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合的绒面结构或其相互叠加绒面结构为主要绒面结构。

图2为本实用新型制绒硅片的表面SEM图，圈内部分为典型的部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合的绒面结构，所述长方体沿与倒四棱锥中心线平行的方向上叠加；

图3为图2圈内结构的计算机模拟图；