可提高太陽電池轉化效率的矽片制絨方法
2023-05-20 05:59:26 1
專利名稱：可提高太陽電池轉化效率的矽片制絨方法
技術領域：
本專利屬於太陽電池化學腐蝕工藝領域，特別涉及到一種可提高太陽電池轉化效 率的矽片制絨方法。
背景技術：
太陽能電池是將光能直接轉化為電能的器件，所以太陽能電池結構要求儘可能增 加對陽光吸收，為了減少單晶矽表面光反射，增加光吸收，在生產單晶矽太陽電池過程中， 需要用化學方法或物理方法將單晶矽表面製成類「金字塔」形狀的正四面體，即清洗制絨。 對於清洗制絨工序來說，徹底清洗清潔矽片的表面並在矽片表面形成均勻的類金字塔形狀 的絨面，是提高太陽電池至關重要的一步。作為工業化大規模生產，化學方法由於工藝簡 單，設備自動化程度高，易於規模化生產，較為適宜。目前，單晶矽太陽電池生產企業一般是 通過鹼類溶液的各項異性腐蝕特性對矽片表面進行腐蝕，形成類金字塔結構的絨面。具體 工藝是使用高濃度(10% 30%)的氫氧化鈉溶液腐蝕矽片切割形成的表面損傷層，之後採 用1% 1.5%濃度氫氧化鈉溶液在78°C 85°C下加入異丙醇作為緩衝劑來形成矽片表面 的絨面。由於現在整個光伏矽片的質量參差不齊，對整個制絨清洗的穩定和絨面均勻性和 大小等有明顯的影響。常規工藝採用的氫氧化鈉溶液只是簡單的腐蝕掉矽片表面一層，對 於上遊矽片加工過程中在矽片表面殘留的碳汙染，有機沾汙和金屬離子汙染不能有效的去 除。殘留的沾汙阻止了低濃度的鹼液與矽片的各項異性腐蝕，容易形成「亮斑」、「油汙」和 「白色雨點斑」，進而導致制絨過程中絨面不均勻，光線收集差，擴散均勻性不好，最終導致 電性能不穩定。尤其是金屬離子的沾汙經過高溫擴散後會在電池體內形成複合中心，它會 複合部分光生載流子，進而影響電池的光生電流。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種對矽片清洗更加徹底，表面殘留物少的可提 高太陽電池轉化效率的矽片制絨方法，採用該方法制絨後能夠在矽片表面形成小而均勻的 類金字塔正四方體，可改善後序擴散PN結的均勻性，最終改善電池的電性能。本發明涉及的可提高太陽電池轉化效率的制絨方法如下
預清洗將矽片放入盛有6 10%次氯酸鈉溶液的石英容器中，在60 70°C下，清洗 5 10分鐘，去除矽片表面的碳汙染、金屬汙染和有機物沾汙； 純水漂洗去離子水漂洗矽片表面殘留的次氯酸鈉溶液；
制絨將矽片置於鹼腐蝕溶液中，該腐蝕溶液是氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖和無水乙酸 鈉的混合水溶液，其中氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖、無水乙酸鈉與水的質量比為1 1. 5 4. 8 6. 4 :0. 5 1 :0. 1 0. 5 100，腐蝕溫度為78 82°C，腐蝕時間為20 25分鐘，在 矽片表面形成均勻的類金字塔形狀的絨面。上述的氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖、無水乙酸鈉與水的質量比為1.2 :5.5 :0.8 0. 3 :100 ο本發明在原有工藝基礎上增加了新的預清洗溶液，改進後的工藝利用次氯酸鈉強 氧化性對矽片清洗更加徹底，表面殘留物徹底去除，使制絨液能充分與矽片反應，其次在原 有氫氧化鈉和異丙醇溶液各項異性腐蝕基礎上，增加了兩種添加劑即葡萄糖和無水乙酸 鈉，水解後形成不同於異丙醇的羥基物質。在添加劑作用下使得溶液腐蝕更加穩定均勻，形 成質量穩定的「絨面」，直接改善了之後擴散PN結的均勻性，並且汙染物去除後表面複合 減少，提高了光生載流子的壽命，最終改善電池的電性能。腐蝕製作的絨面小而均勻，覆蓋 整個表面，金字塔外觀清晰，絨面反射率低，適合大面積矽片的生產加工。
圖1是原常規工藝形成絨面微觀結圖2是本發明(對應實施例3)形成絨面微觀結圖。
具體實施例方式實例1
1、將矽片放入盛有6%次氯酸鈉溶液的石英容器中，在60°C下，清洗10分鐘，去除矽片 表面的碳汙染、金屬汙染和有機物沾汙；
2、純水漂洗去離子水漂洗矽片表面殘留的次氯酸鈉溶液；
3、制絨將矽片置於鹼腐蝕溶液中，該腐蝕溶液是氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖和無水乙 酸鈉的混合水溶液，其中氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖、無水乙酸鈉與水的質量比為1 4.8 0. 5 0. 1 :100，腐蝕溫度為82°C，腐蝕時間為20分鐘，在矽片表面形成均勻的類金字塔形狀 的絨面。實例2
1、將矽片放入盛有10%次氯酸鈉溶液的石英容器中，在70°C下，清洗5分鐘，去除矽片 表面的碳汙染、金屬汙染和有機物沾汙；
2、純水漂洗去離子水漂洗矽片表面殘留的次氯酸鈉溶液；
3、制絨將矽片置於鹼腐蝕溶液中，該腐蝕溶液是氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖和無水乙 酸鈉的混合水溶液，其中氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖、無水乙酸鈉與水的質量比為1.5: 6.4 1: 0.5:100，腐蝕溫度為78°C，腐蝕時間為25分鐘，在矽片表面形成均勻的類金字 塔形狀的絨面。實例3
1、將矽片放入盛有8%次氯酸鈉溶液的石英容器中，在65°C下，清洗8分鐘，去除矽片表 面的碳汙染、金屬汙染和有機物沾汙；
2、純水漂洗去離子水漂洗矽片表面殘留的次氯酸鈉溶液；
3、制絨將矽片置於鹼腐蝕溶液中，該腐蝕溶液是氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖和無水 乙酸鈉的混合水溶液，其中氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖、無水乙酸鈉與水的質量比為1.2 5. 5 0. 8 0. 3 :100，腐蝕溫度為80°C，腐蝕時間為22分鐘，在矽片表面形成均勻的類金字 塔形狀的絨面，對比原常規工藝形成絨面微觀結圖(圖1)與該實施例3形成絨面微觀結圖 (圖2)，可見絨面小而均勻，覆蓋整個表面，金字塔外觀清晰，絨面反射率低。
權利要求
1. 一種可提高太陽電池轉化效率的制絨方法，其特徵是1. 1、預清洗將矽片放入盛有6 10%次氯酸鈉溶液的石英容器中，在60 70°C下， 清洗5 10分鐘，去除矽片表面的碳汙染、金屬汙染和有機物沾汙； 1. 2、純水漂洗去離子水漂洗矽片表面殘留的次氯酸鈉溶液；1.3、制絨將矽片置於鹼腐蝕溶液中，該腐蝕溶液是氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖和無水 乙酸鈉的混合水溶液，其中氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖、無水乙酸鈉與水的質量比為1 1. 5 :4. 8 6. 4 :0. 5 1 :0. 1 0. 5 100，腐蝕溫度為78 82°C，腐蝕時間為20 25分 鍾，在矽片表面形成均勻的類金字塔形狀的絨面。
2.根據權利要求1所述的可提高太陽電池轉化效率的制絨方法，其特徵是氫氧化鈉、 異丙醇、葡萄糖、無水乙酸鈉與水的質量比為1. 2 5. 5 0. 8 0. 3 =IOO0
全文摘要
一種可提高太陽電池轉化效率的矽片制絨方法，將矽片放入盛有6～10%次氯酸鈉溶液的石英容器中，在60～70℃下，清洗5～10分鐘，去除矽片表面的碳汙染、金屬汙染和有機物沾汙；純水漂洗去離子水漂洗矽片表面殘留的次氯酸鈉溶液；制絨將矽片置於鹼腐蝕溶液中，該腐蝕溶液是氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖和無水乙酸鈉的混合水溶液，其中氫氧化鈉、異丙醇、葡萄糖、無水乙酸鈉與水的質量比為1～1.54.8～6.40.5～10.1～0.5100，腐蝕溫度為78～82℃，腐蝕時間為20～25分鐘，在矽片表面形成均勻的類金字塔形狀的絨面。本發明對矽片清洗更加徹底，表面殘留物徹底去除，可形成質量穩定的「絨面」，直接改善了之後擴散PN結的均勻性，最終改善電池的電性能。
文檔編號H01L31/18GK102005504SQ20101050835
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月15日 優先權日2010年10月15日
發明者夏鐵, 王立新, 袁永海, 趙秀芹 申請人:錦州華昌光伏科技有限公司