一種低表面反射率的單晶矽太陽電池絨面製作工藝的製作方法
2023-05-28 14:39:06 3
專利名稱：一種低表面反射率的單晶矽太陽電池絨面製作工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及薄片單晶矽太陽電池絨面製作工藝，特別是低表面反射率的單 晶矽太陽電池絨面製作工藝，屬於太陽能應用領域。
背景技術：
目前，晶體矽仍然是最主要的太陽電池材料，市場份額在90%左右。電池 生產成本的50%以上來自於矽材料。太陽電池用單晶矽片的厚度已經在200 pim左右，並正在向150pm甚至更薄的方向發展。矽片變薄後對光的吸收特別 是長波吸收會有所減弱，激發的光生載流子會變少，使得太陽電池的光電轉換 效率降低。而現有的常規制絨工藝為鹼反應形成金字塔絨面結構，在可見光波 段平均反射率一般在10%以上，光的反射損失比較大，制約著太陽電池效率的 進一步提高。
發明內容
本發明的目的是為了降低矽片表面對光的反射，以增加光吸收來提高太陽 電池的轉換效率，而提出一種低表面反射率的單晶矽太陽電池絨面製作工藝。 本發明的低表面反射率的單晶矽太陽電池絨面製作工藝，包括以下步驟
1) 將矽片投入20 30mf/。KOH溶液中清洗，去除矽片表面損傷；
2) 將清洗後的矽片放入KOH和異丙醇的混合溶液中，其中KOH的質量 濃度為1 3%，異丙醇的體積濃度為5 8%，於8(TC條件下反應30 60min，在 矽片表面形成大小均勻的金字塔結構-，
3) 將步驟2)的具有金字塔結構的矽片放入裝有腐蝕液的聚四氟乙烯釜中， 密封，在10 6(TC下，反應15min 60min，腐蝕液為5mol/L 15mol/L HF和 0.1mol/L 0.4mol/LFe(NO3)3的混合液，在金字塔表面形成多孔矽，得到低表面 反射率的單晶矽太陽電池絨面。
本發明製作工藝處理過程簡單，腐蝕液價格便宜，可以與現有工業生產工 藝兼容，處理後矽片的表面反射率低，表面反射率可小於5%。
圖1是矽片表面具有金字塔結構的SEM圖； 圖2是本發明的單晶矽太陽電池絨面的SEM圖； 圖3是圖2單晶矽太陽電池絨面的反射光譜圖。
具體實施方式
實施例1
1) 將厚度為180±5拜，大小為20 mmx 20 mm的矽片投入20mt%KOH溶 液中，在80。C條件下反應2min，去除矽片表面損傷；
2) 將清洗後的矽片放入KOH和異丙醇的混合溶液中，其中KOH的濃度 為3mt%，異丙醇的濃度為8vol%，於8(TC條件下反應60min，在矽片表面形 成大小均勻的金字塔結構(見圖l);
3) 將步驟2)的具有金字塔結構的矽片放入裝有腐蝕液的聚四氟乙烯釜中， 密封，在50。C下，反應30min，腐蝕液為10mol/LHF + 0.2mol/LFe(NO3)3的混 合液，在金字塔表面形成多孔矽，見圖2,金字塔結構表面的多孔狀結構有利 於入射光的進一步吸收，本例製得的低表面反射率的單晶矽太陽電池絨面，在 400nm 800nm可見光範圍內其平均反射率為4.2% (見圖3)。
實施例2
1) 將厚度為180士5nm，大小為20 mmx 20 mm的矽片投入20mt%KOH溶 液中，在8(TC條件下反應2min，去除矽片表面損傷；
2) 將清洗後的矽片放入KOH和異丙醇的混合溶液中，其中KOH的濃度 為3mt。/。，異丙醇的濃度為8vol%，於8(TC條件下反應60min，在矽片表面形 成大小均勻的金字塔結構；
3) 將步驟2)的具有金字塔結構的矽片放入裝有腐蝕液的聚四氟乙烯釜中， 密封，在1(TC下，反應60min，腐蝕液為5mol/L HF + 0.4mol/L Fe(N03)3的混 合液，在金字塔表面形成多孔矽，得到低表面反射率的單晶矽太陽電池絨面， 在400nm 800nm可見光範圍內其平均反射率為8.2%。
實施例3
所用原生矽片(180±5pm)大小為20 mmx 20 mm，先用20mt%KOH溶液 去除矽片表面損傷，在80"C條件下反應2min;然後在3mtMKOH+8vol。/。異丙 醇溶液中於80'C條件下反應60min,然後在15mol/LHF + 0.1mol/LFe(NO3)3溶 液中反應時間為10min時，在可見光範圍內(400nm 800nm)得到的平均反射 率為6.9%。
1) 將厚度為180±5pm，大小為20 mmx 20 mm的矽片投入20mt%KOH溶 液中，在8(TC條件下反應2min，去除矽片表面損傷；
2) 將清洗後的矽片放入KOH和異丙醇的混合溶液中，其中KOH的濃度 為3mt。/c)，異丙醇的濃度為8vol%，於80。C條件下反應60min，在矽片表面形 成大小均勻的金字塔結構；3)將步驟2)的具有金字塔結構的矽片放入裝有腐蝕液的聚四氟乙烯釜中， 密封，在6(TC下，反應10min，腐蝕液為15mol/LHF + 0.1mol/LFe(NO3)3的混 合液，在金字塔表面形成多孔矽，得到低表面反射率的單晶矽太陽電池絨面， 在400nm 800nm可見光範圍內其平均反射率為6.9%。
權利要求
1.一種低表面反射率的單晶矽太陽電池絨面製作工藝，包括以下步驟1)將矽片投入20～30mt％KOH溶液中清洗，去除矽片表面損傷；2)將清洗後的矽片放入KOH和異丙醇的混合溶液中，其中KOH的質量濃度為1～3％，異丙醇的體積濃度為5～8％，於80℃條件下反應30～60min，在矽片表面形成大小均勻的金字塔結構；3)將步驟2)的具有金字塔結構的矽片放入裝有腐蝕液的聚四氟乙烯釜中，密封，在10～60℃下，反應15min～60min，腐蝕液為5mol/L～15mol/L HF和0.1mol/L～0.4mol/L Fe(NO3)3的混合液，在金字塔表面形成多孔矽，得到低表面反射率的單晶矽太陽電池絨面。
全文摘要
本發明公開的低表面反射率的單晶矽太陽電池絨面製作工藝，步驟如下先清洗矽片，去除矽片表面損傷；然後放入KOH和異丙醇的混合溶液中，在矽片表面形成大小均勻的金字塔結構；再將具有金字塔結構的矽片放入HF和Fe(NO3)3的混合液中腐蝕，在金字塔表面形成多孔矽。本發明製作工藝處理過程簡單，腐蝕液價格便宜，可以與現有工業生產工藝兼容，處理後矽片的表面反射率低，可小於5％。
文檔編號H01L31/18GK101661972SQ20091015275
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月28日 優先權日2009年9月28日
發明者楊德仁, 雷 汪, 肖俊峰 申請人:浙江大學