[发明专利]一种低反射绒面结构、制绒添加剂和制绒方法

说明书

本申请提供一种低反射绒面结构、制绒添加剂和制绒方法，涉及晶硅太阳能电池领域。低反射绒面结构包括设置于硅片表面的多条平行的金字塔链，每条金字塔链是由多个金字塔结构单元连接而成，且相邻的两个金字塔结构单元相互重叠。制绒添加剂其中的组分按质量百分数计包括：主形核剂、辅助形核剂、绒面调节剂、阴离子表面活性剂和去离子水。制绒方法主要是将硅片放入上述制绒添加剂和碱性溶液混合而成的制绒液中进行反应。该绒面结构相比于常规的金字塔结构具有更低的反射率，并且只需要在碱性溶液中加入一定浓度的添加剂即可制得，与现有的碱制绒生产工艺相兼容，工艺简单，成本低廉，具有大规模推广应用价值。

技术领域

本申请涉及晶硅太阳能电池领域，具体而言，涉及一种低反射绒面结构、制绒添加剂和制绒方法。

背景技术

目前，晶硅太阳能电池占据光伏市场的95％以上份额，如何进一步提升电池的光电转换效率，降低成本显得尤为重要。由于原始硅片的表面反射率达到30％以上，因此需要在硅片表面制备减反射结构来增加光的吸收。对硅片进行制绒是晶硅太阳能电池制备工序的第一步，绒面结构的优劣对电池后续的制备工艺有着重要影响并最终影响电池的转换效率。

目前，制绒常用的量产工艺是采用一定浓度的碱配合制绒添加剂加热到80℃左右，在硅片(100)晶面上制备随机分布的金字塔结构，其制绒原理是利用碱对不同晶面取向的硅刻蚀速率不同，也称之为各向异性刻蚀，最终形成的绒面结构是刻蚀速率最慢的{111}晶面组成的金字塔结构。现在硅片的金字塔结构的绒面的反射率可以控制在10％左右，但是仍然较高，这限制了晶硅太阳能电池光电转换效率的进一步提升。中国发明专利CN201810384786公开了一种重叠倒金字塔结构，其虽然具有更低的反射率，但是制备重叠倒金字塔结构需采用金属离子催化刻蚀法(MCCE)。虽然该方法相对激光以及掩膜法更简单，但是制绒液中含有贵金属铜离子，需要额外的清洗工艺，导致废水处理成本高，而且铜金属离子可能造成杂质污染而影响太阳能电池的转换效率。此外，金属离子催化刻蚀法是在酸性条件下进行的，与目前最广泛使用的碱制绒工艺不兼容，需要设计制造专门的制绒设备来完成该工艺，且酸性制绒液的成本要高于碱性制绒液。因此MCCE方法的上述缺陷限制了其大规模推广应用。

因此，目前亟需一种反射率低的绒面结构，且该绒面结构能够采用适用于目前碱制绒工艺的制绒方法制得。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种低反射绒面结构、制绒添加剂和制绒方法，该绒面结构相比于常规的金字塔结构具有更低的反射率，并且只需要在碱性溶液中加入一定浓度的添加剂即可制得，与现有的碱制绒生产工艺相兼容，工艺简单，成本低廉，具有大规模推广应用价值。

第一方面，本申请实施例提供了一种低反射绒面结构，其包括设置于硅片表面的多条平行的金字塔链，每条金字塔链是由多个金字塔结构单元连接而成，且相邻的两个金字塔结构单元相互重叠。

在上述技术方案中，本申请的低反射绒面结构为链状金字塔结构，相比于通常采用碱制绒获得的随机分布的金字塔结构(常规金字塔结构)具有更低反射率，其原因是常规金字塔结构中大部分入射光只能形成两次反射，而链状金字塔结构发生三次及以上次数反射的比例较高，这样就大幅降低了入射光的反射率，从而形成有效的光吸收，能够对太阳能电池的转换效率有进一步提升，针对光伏市场的晶硅制绒方面具有极大的实际利用价值。

在一种可能的实现方式中，相邻的两条金字塔链之间的间距为零，相邻的两条金字塔链中的金字塔结构单元不重叠。

在上述技术方案中，能够保证在金字塔结构单元之间发生至少三次反射。

在一种可能的实现方式中，每条金字塔链中相邻的两个金字塔结构单元的塔基对角线重叠或者相互平行。

在上述技术方案中，能够保证在金字塔结构单元之间发生至少三次反射。

在一种可能的实现方式中，每条金字塔链中相邻的两个金字塔结构单元沿着塔基对角线方向重叠。