一種減少多晶矽制絨暗紋的制絨方法
2023-06-26 08:05:31
專利名稱：一種減少多晶矽制絨暗紋的制絨方法
技術領域：
本發明涉及一種多晶矽太陽能電池的制絨方法，特別是涉及一種減少多晶矽制絨暗紋的制絨方法。
背景技術：
在太陽能電池工藝中，矽片表面絨面可以有效的降低太陽能電池的表面反射率，它是影響太陽能電池轉化效率的重要因素之一。與單晶矽相比，多晶矽由於晶粒取向的多樣性，採用鹼溶液的各向異性腐蝕工藝無法得到均勻的絨面，也不能有效降低多晶矽的反射率，因而各項同性的酸腐蝕是目前多晶矽太陽能電池工業生產中普遍採用的方法。多晶矽酸制絨後的形貌與反射率與制絨工藝和酸腐液的配方相關。目前工業界採用制絨工藝是刻蝕槽中使用HF-HNO3溶液，對矽片進行酸腐蝕製備出絨面。刻蝕機制是HNO3作為強氧化 齊U，在反應中提供反應所需要的空穴，在矽片表面形成一層SiO2,然後這層SiO2與HF酸生成絡合物而被去除。然而，多晶矽酸制絨後，矽片表面都會有數量和分布沒有規律的「暗紋」，肉眼看上去就是雜亂的團狀的黑色細絲，也稱為「絨絲」。這些暗紋區少子壽命顯著降低、EL和QE響應變差，直接影響到多晶矽電池的光電轉化效率。研究表明暗紋區是由多晶矽片中的小角晶界腐蝕而成，矽片的質量直接影響暗紋的多少和分布。然而，腐蝕液的配方和腐蝕速度也對於暗紋的數量和分布有影響。降低HF-HNO3溶液中HF的含量，可以有效降低暗紋的數量。這是因為，暗紋是由腐蝕微坑洞連在一起而形成的，減少腐蝕液中HF的含量可以控制腐蝕坑向矽片內部縱深方向的發展，從而可以有效的減少因反應過快而產生的微腐蝕坑洞，達到減少暗紋的目的。但是，隨HF含量降低，HN03的化學拋光作用增強，絨面腐蝕坑尺寸較淺，而且尺寸變大，絨面反射率增大，因而多晶矽電池電性能下降。
發明內容
本發明的目的是提供一種減少多晶矽制絨暗紋的制絨方法，降低多晶矽制絨絨面的暗紋數量，提高電池的電性能。本發明的技術方案是這樣的一種減少多晶矽制絨暗紋的制絨方法，包括將多晶矽片放入含有腐蝕液的制絨槽進行制絨，其特徵在於所述腐蝕液包括組分hno3、hf和緩和齊U，所述緩和劑為O. 02 O. 03wt %的NH4F去離子水溶液，所述順03、HF和NH4F溶液體積比為 5 :1 : (O. 02 O. 03)。優選的，所述緩和劑為O. 03wt%的NH4F去離子水溶液，所述HN03、HF和NH4F溶液體積比為5 :1 :0. 02。本發明所提供的技術方案的優點在於，通過在HF-HNO3腐蝕液中添加NH4F作為HF的緩衝劑，在不改變制絨形貌的前提下，可以有效降低腐蝕速度，減少腐蝕微坑洞的形成，從而減少制絨暗紋，提高電池的電性能。本發明與現有制絨工藝相比，工藝操作簡單，而且與工業通用制絨工藝具有很好的適用性；可顯著減少表面制絨暗紋，矽片制絨後擴散面反射率降低O. 3 I. 5%;減薄量降低O. 03 O. 04g/片，電池轉化效率提高O. 13 O. 15%。
圖I為本發明制絨工藝製得的電池片EL典型圖；圖2為現有技術制絨工藝製得的電池片EL典型具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不作為對本發明的限定。電池片I 5採用的制絨工藝使用鏈式多晶矽制絨設備進行多晶矽制絨，將多晶矽片含有腐蝕液的制絨槽保持100秒，然後相繼進入KOH槽中和殘留的酸，並去除多孔矽，進入HCl槽去除表面金屬雜質離子，進入HF槽獲得疏水性表面，最後進入烘乾槽烘乾。其中電池片1、2採用的腐蝕液包括組分順03、HF和O. 02wt%的NH4F去離子水溶液，HNO3> HF和NH4F溶液體積比為5 1 0. 02。電池片3、4採用的腐蝕液包括組分HN03、HF和O. 025wt%的NH4F去離子水溶液，ΗΝ03、HF和NH4F溶液體積比為5 :1 :0. 025。電池片5採用的腐蝕液包括組分順03、HF和O. 03wt%的NH4F去離子水溶液，HNO3> HF和NH4F溶液體積比為5:1:
O.03。電池片6 10採用的現有制絨工藝，即步驟同電池片I 5的制絨工藝，其中腐蝕液僅包括組分HNO3和HF，配製體積比為5 :1。比較表I、表2加入緩和劑的制絨工藝與無緩和劑制絨工藝的絨面反射率及制絨減薄量加入緩和劑後，擴散面發射率反射率降低O. 5%，非擴散面反射率降低O. 8%，減薄量從O. 47g/片降低到O. 43g/片，降低了 O. 04g/片。可以看出加入緩和劑後，矽片的反射率降低的同時，減薄量也減少，從而減少了腐蝕液中酸的消耗，降低了制絨成本。
權利要求
1.一種減少多晶矽制絨暗紋的制絨方法，包括將多晶矽片放入含有腐蝕液的制絨槽進行制絨，其特徵在於所述腐蝕液包括組分ΗΝ03、HF和緩和劑，所述緩和劑為O. 02 .O.03wt %的NH4F去離子水溶液，所述HNO3> HF和NH4F溶液體積比為5 :1 : (O. 02 O. 03)。
2.根據權利要求I所述的減少多晶矽制絨暗紋的制絨方法，其特徵在於所述緩和劑為O. 03wt%的NH4F去離子水溶液，所述順03、HF和NH4F溶液體積比為5 :1 :0. 02。
全文摘要
本發明公開了一種減少多晶矽制絨暗紋的制絨方法，包括將多晶矽片放入含有腐蝕液的制絨槽進行制絨，所述腐蝕液包括組分HNO3、HF和緩和劑，所述緩和劑為0.02～0.03wt％的NH4F去離子水溶液，所述HNO3、HF和NH4F溶液體積比為51(0.02～0.03)。本發明與現有制絨工藝相比，工藝操作簡單，而且與工業通用制絨工藝具有很好的適用性；可顯著減少表面制絨暗紋，矽片制絨後擴散面反射率降低0.3～1.5％；減薄量降低0.03～0.04g/片，電池轉化效率提高0.13～0.15％。
文檔編號H01L31/18GK102969397SQ201210453579
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者王敬蕊, 蔡曉晨, 陳銳 申請人:國電光伏(江蘇)有限公司