離子在酸性制絨液中的主要作用是對(duì)硅氧化所形成的二氧化硅進(jìn)行刻蝕。若酸 性制絨液中的氟離子溶度較高，會(huì)導(dǎo)致刻蝕速度過快，在硅片表面會(huì)形成納米孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而 得不到倒金字塔結(jié)構(gòu)。如果酸性制絨液中的氟離子溶度較低，會(huì)造成硅片表面刻蝕速度過 慢，同樣也無(wú)法獲得倒金字塔結(jié)構(gòu)。氧化劑的主要作用是將析出的過量銅納米顆粒氧化為 銅離子，如果氧化劑的濃度過高，會(huì)出現(xiàn)硅表面銅納米顆粒無(wú)法析出的問題，導(dǎo)致刻蝕效率 過低，無(wú)法獲得倒金字塔結(jié)構(gòu)。如果氧化劑的濃度過低，則會(huì)出現(xiàn)銅納米顆粒無(wú)法被氧化， 導(dǎo)致致密銅薄膜的出現(xiàn)，阻礙刻蝕的進(jìn)行。
[0026] 通常采用金屬催化刻蝕制備出的硅片為納米結(jié)構(gòu)，這在制備太陽(yáng)能發(fā)射極的時(shí)候 容易形成大量死層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其表面復(fù)合和俄歇復(fù)合增加，進(jìn)而阻礙了太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效 率的提升。而本實(shí)用新型中雖然也是采用金屬催化刻蝕方法，但由于創(chuàng)造性地將酸性制絨 液中刻蝕試劑的濃度選擇并控制在上述范圍內(nèi)，從而獲得倒金字塔結(jié)構(gòu)的制絨表面，同時(shí) 有效地抑制了納米結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。而致密排布的微米尺寸的倒金字塔結(jié)構(gòu)能夠避免大量死層 的出現(xiàn)，進(jìn)而可以降低表面復(fù)合和俄歇復(fù)合，同時(shí)能夠匹配現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池制備工藝，降 低了制絨表面入射光的反射率，大大提高了電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0027] 為了使得刻蝕速率與刻蝕深度更好地符合制絨需求，使得制絨表面上的倒金字塔 的體積大小更加均一，更好地降低硅片的反射率，進(jìn)一步優(yōu)選地，在酸性制絨液中，銅離子 的濃度為4?15mmol/L，氟離子的濃度為3?7mol/L，氧化劑的濃度為0· 3?0· 7mol/L〇
[0028] 在本實(shí)用新型的一種典型實(shí)施方式中，銅離子源選自氯化銅、硫酸銅和硝酸銅中 的一種或多種。氧化劑選自高錳酸鉀、溴化鉀、過硫酸鹽和雙氧水中的一種或多種。示例性 地，本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解，過硫酸鹽可以包括但并不局限于過硫酸銨、過硫酸鉀和過硫 酸鈉。本實(shí)用新型優(yōu)選上述銅離子源和氧化劑，但并不局限于此，只要銅離子源中能夠電離 出自由移動(dòng)的銅離子，氧化劑具有較強(qiáng)的氧化作用，能夠?qū)~納米顆粒氧化成銅離子即可。
[0029] 在本實(shí)用新型的一種典型實(shí)施例中，銅離子源為硝酸銅，氟離子源為氫氟酸，氧化 劑為雙氧水。即酸性制絨液由硝酸銅、氫氟酸和雙氧水組成。在本實(shí)用新型的一種較佳實(shí)施 例中，硝酸銅的濃度為7mmol/L，氫氟酸的濃度為5mol/L，雙氧水的濃度為0. 5mol/L。采用 該較佳實(shí)施例的酸性制絨液對(duì)硅片制絨，能夠獲得排列更加完整且致密的倒金字塔結(jié)構(gòu)， 其絨面的有效性更強(qiáng)，能夠更大程度地降低入射光的反射率，提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0030] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，還提供了一種用于太陽(yáng)能電池硅片的酸性制絨方 法，包括以下步驟：首先配制酸性制絨液，該酸性制絨液可為上述所提到的任一種酸性制絨 液；將待制絨硅片放置于酸性制絨液中，將酸性制絨液升溫預(yù)定溫度，并刻蝕預(yù)定時(shí)間，得 到表面制絨后的硅片。其中，預(yù)定溫度為40°C?80°C，預(yù)定時(shí)間為5?30分鐘。
[0031] 本實(shí)用新型中所指的用于太陽(yáng)能電池的硅片包括單晶硅和準(zhǔn)單晶，既可以適合于 N型單晶硅，也適合于P型單晶硅。將待制絨硅片置于酸性制絨液中后，在氟離子、強(qiáng)氧化劑 及Cu納米顆粒的共同作用下，由于Cu納米顆粒對(duì)Si (100)和（111)面的刻蝕速率不同，能 夠在較低的溫度和較短的時(shí)間內(nèi)在硅表面上形成各向異性刻蝕，從而簡(jiǎn)單、快速地在硅表 面上獲得獨(dú)立、完整、致密且具有微米尺寸的倒金字塔結(jié)構(gòu)。同時(shí)也有效地降低了制絨表面 的反射率，也大大降低了硅表面上的載流子表面復(fù)合和俄歇復(fù)合，進(jìn)而提高太陽(yáng)能電池的 轉(zhuǎn)換效率。優(yōu)選地，在刻蝕過程中，可通過加熱、紫外光輻照、超聲和鼓泡等方式增強(qiáng)刻蝕效 果。
[0032] 為了得到本實(shí)用新型的倒金字塔結(jié)構(gòu)的制絨表面，在本實(shí)用新型的典型實(shí)施例 中，將酸性制絨液刻蝕的預(yù)定溫度控制在40?80°C的范圍內(nèi)，同時(shí)將刻蝕時(shí)間控制在5? 30分鐘內(nèi)。如果刻蝕的預(yù)定溫度高于80°C，會(huì)出現(xiàn)銅離子析出過快，容易對(duì)硅片整體刻蝕， 導(dǎo)致無(wú)法獲得倒金字塔結(jié)構(gòu)的制絨表面。如果刻蝕的預(yù)定溫度低于40°C，會(huì)導(dǎo)致刻蝕速率 過慢，容易出現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)，同樣得不到緊密排布的微米尺寸的倒金字塔結(jié)構(gòu)制絨表面。如果 刻蝕時(shí)間高于30分鐘，會(huì)因過度刻蝕對(duì)已制備好的完整倒金字塔結(jié)構(gòu)造成破壞，如果刻蝕 時(shí)間低于5分鐘，會(huì)因刻蝕時(shí)間太短從而無(wú)法形成完整、獨(dú)立的倒金字塔結(jié)構(gòu)。
[0033] 進(jìn)一步優(yōu)選地，預(yù)定溫度為50°C?70°C，預(yù)定時(shí)間為8?20分鐘。最優(yōu)選地，刻 蝕的預(yù)定溫度為50°C，預(yù)定時(shí)間為8分鐘。
[0034] 由于切割硅片的過程中不可避免地在硅片上殘留部分有機(jī)雜質(zhì)，因此，在將待制 絨硅片置于酸性制絨液中進(jìn)行刻蝕之前，還包括對(duì)硅片進(jìn)行預(yù)清洗和水洗的步驟。具體包 括：先將硅片依次置于丙酮和乙醇中超聲清洗，之后置于硫酸溶液和雙氧水溶液的混合液 中加熱煮沸，一般加熱煮沸后保持0. 5?1小時(shí)，再置于水中超聲清洗。其中，硫酸溶液的濃 度為70wt %，雙氧水溶液的濃度為35wt %。硫酸溶液與雙氧水溶液的體積比為3:1。采用 丙酮和乙醇超聲清洗目的是出去殘留在硅片上的有機(jī)雜質(zhì)，采用硫酸溶液和雙氧水溶液的 混合液進(jìn)行清洗，其目的是去除硅片表面上的金屬雜質(zhì)。最后采用去離子水超聲清洗目的 是去除預(yù)清洗殘留在硅片表面上的藥液。通過預(yù)清洗和水洗增加了硅片對(duì)入射光的吸收， 有利于提尚電池的短路電流，對(duì)提升電池光電轉(zhuǎn)換效率具有重要意義。
[0035] 考慮到匹配現(xiàn)有太陽(yáng)能電池制備工藝的因素，本實(shí)用新型所提供的酸性制絨方法 還包括將制絨后的硅片放入硝酸或王水中超聲清洗以去除制絨表面金屬覆蓋物的步驟。對(duì) 去除金屬覆蓋物后的硅片用去離子水超聲清洗，之后采用高純氮?dú)獯蹈伞?br>[0036] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，還提供了一種硅片，具有制絨表面，該制絨表面為采 用上述任一種酸性制絨方法制絨而成，該制絨表面具有由多個(gè)倒金字塔構(gòu)成的微結(jié)構(gòu)。
[0037] 本實(shí)用新型獲得的制絨表面為具有多個(gè)倒金字塔形狀的凹坑，凹坑的底部呈圓滑 狀。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，倒金字塔形狀的凹坑可以存在于硅片的單個(gè)表面上。在 其它實(shí)施例中，倒金字塔形狀的凹坑也可以存在于硅片的兩個(gè)表面上。其中，凹坑的開口為 四邊形。四邊形的邊長(zhǎng)尺寸為1?10 ym。凹坑的深度為1?10 μπι。在本實(shí)用新型的一 個(gè)典型實(shí)施例中，倒金字塔的塔頂為正方形。制絨表面的平均反射率為5?15%。在本實(shí) 用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，制絨表面上凹坑的分布密度為IO 6?IO8個(gè)/cm2。
[0038] 在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，由于納米銅顆粒的刻蝕，倒金字塔的底部為 圓滑結(jié)構(gòu)，這就省去了在異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池（HIT)中需要進(jìn)行的圓滑刻蝕工藝，可以直接 沉積非晶硅層來制備HIT太陽(yáng)能電池。并且，在制備太陽(yáng)能電池電極的時(shí)候，由于倒金字塔 狀凹坑底部圓滑結(jié)構(gòu)的存在，金屬電極材料非常容易對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行填充，有利于增加金屬 電極和硅表面的接觸面積，從而可以有效地降低接觸電阻，增加電池的轉(zhuǎn)換效。此外，雙面 制備倒金字塔凹坑非常有利于制備HIT這樣的對(duì)稱結(jié)構(gòu)電池。本實(shí)用新型獲得的倒金字 塔結(jié)構(gòu)不局限于在上述的HIT及常規(guī)擴(kuò)散電池的制備中應(yīng)用，還可以在離子注入太陽(yáng)能電 池、混合太陽(yáng)能電池以及其它需要使用硅襯底的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)中和光電子器件中應(yīng)用。
[0039] 根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，還提供了一種太陽(yáng)能電池片的制作方法，包括對(duì)單 晶硅片進(jìn)行制絨，其中制絨步驟采用上述任一種酸性制絨方法制備而成。采用本實(shí)用新型 所提供的酸