[发明专利]倒金字塔绒面及太阳能电池的制备方法

说明书

本发明提供倒金字塔绒面及太阳能电池的制备方法，属于晶体硅太阳能电池领域。倒金字塔绒面制备方法适于链式反应设备，包括：步骤a.将硅片浸入含Ag+、HF以及HNO₃的预处理溶液中进行银沉积及表面织构化，在硅片表面形成含银颗粒的纳米级腐蚀坑；步骤b.将步骤a得到的硅片使用硅腐蚀液处理，去除硅片表面的银颗粒；步骤c.将步骤b得到的硅片使用碱性溶液处理，将纳米级腐蚀坑扩大为亚微米倒金字塔腐蚀坑。通过一步法对硅片表面进行处理形成纳米级别的绒面，再利用碱性溶液与硅的各向异性反应特性对纳米绒面进行修饰从而形成亚微米的倒金字塔陷光结构。太阳能电池的制备方法包括对倒金字塔绒面制备方法制得的硅片进行加工。

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池领域，具体而言，涉及一种倒金字塔绒面及太阳能电池的制备方法。

背景技术

在太阳能电池制备过程中，需要降低材料表面的反射率，使更多的太阳光入射进入硅材料，提高光电转换效率。在硅材料表面制备陷光结构是一种可行的方法，使得材料表面有更多的光学反射面，增加反射光重新吸收的机会，提高了材料整体的光吸收率。

相关技术中，有利用掩膜-化学腐蚀的方法制备规则的倒金字塔陷光结构，也有通过激光雕刻的方法在单晶表面形成倒金字塔陷光结构。然而，上述相关技术均存在反射率较高、工艺复杂、成本较高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倒金字塔绒面及太阳能电池的制备方法，解决了在硅材料表面制备陷光结构工艺复杂的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种倒金字塔绒面制备方法，适于链式反应设备，包括：

步骤a.将硅片浸入含Ag⁺、HF以及HNO₃的预处理溶液中进行银沉积及表面织构化，在硅片表面形成含银颗粒的纳米级腐蚀坑；

步骤b.将步骤a得到的硅片使用硅腐蚀液处理，去除硅片表面的银颗粒；

步骤c.将步骤b得到的硅片使用碱性溶液处理，将纳米级腐蚀坑扩大为亚微米倒金字塔腐蚀坑。

在上述技术方案中，将硅片置于含Ag⁺、HF以及HNO₃的预处理溶液中进行预处理，在沉积银的同时能够进行硅片表面的织构化，通过简易的一步法即可得到沉积有银颗粒的、形貌均一的硅片，工艺简单。配合去除银颗粒后的碱性溶液的腐蚀，即可得到形貌均一的亚微米倒金字塔形貌绒面，能够有效降低硅片表面的光反射率。通过改变工艺温度和药液配比，能够可控地调节绒面尺寸、反射率以及外观均一性，配合不同的太阳能电池后续扩散和镀膜工艺，可获得良好的钝化效果，减少载流子的复合，在提高短路电流的同时增加开路电压，从而获得较高的电池转化效率。制备方法中，采用的化学药品化学稳定性高、不易分解且无需使用添加剂，与链式设备反应的匹配性佳、药品消耗量低、工艺环保，成本较低、工艺稳定、重复性好，适用于工业大规模生产。选用银颗粒进行沉积，与链式设备的反应匹配性好，同时硅腐蚀液能够对银颗粒及硅片接触的部分进行腐蚀，银颗粒在腐蚀的过程中会进入到硅纳米结构的底部，形成高长径比的纳米线结构，有利于在重构过程中形成吸光率较高的倒金字塔结构。

在一些具体的实施方案中，硅片表面的银颗粒的粒径为60～130nm。

发明人在完成本申请的过程中发现，在扩大腐蚀坑的过程中纳米级腐蚀坑的深度对倒金字塔结构的形成具有较大的影响，纳米级腐蚀坑的深度较小在重构过程中容易被逐渐抛平，纳米级腐蚀坑的深度较大在重构过程中难以快速形成倒金字塔结构。调节银颗粒的粒径为60～130nm，使硅片表面的纳米级腐蚀坑具有合适的孔径和深度，重构后能够形成形貌较好的倒金字塔结构。