專利名稱：可提高太陽電池轉(zhuǎn)化效率的硅片制絨方法
技術領域：
本專利屬于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(zhuǎn)化效 率的硅片制絨方法。
背景技術：
太陽能電池是將光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，所以太陽能電池結構要求盡可能增 加對陽光吸收，為了減少單晶硅表面光反射，增加光吸收，在生產(chǎn)單晶硅太陽電池過程中， 需要用化學方法或物理方法將單晶硅表面制成類“金字塔”形狀的正四面體，即清洗制絨。 對于清洗制絨工序來說，徹底清洗清潔硅片的表面并在硅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(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，化學方法由于工藝簡 單，設備自動化程度高，易于規(guī)模化生產(chǎn)，較為適宜。目前，單晶硅太陽電池生產(chǎn)企業(yè)一般是 通過堿類溶液的各項異性腐蝕特性對硅片表面進行腐蝕，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硅片切割形成的表面損傷層，之后采 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沖劑來形成硅片表面 的絨面。由于現(xiàn)在整個光伏硅片的質(zhì)量參差不齊，對整個制絨清洗的穩(wěn)定和絨面均勻性和 大小等有明顯的影響。常規(guī)工藝采用的氫氧化鈉溶液只是簡單的腐蝕掉硅片表面一層，對 于上游硅片加工過程中在硅片表面殘留的碳污染，有機沾污和金屬離子污染不能有效的去 除。殘留的沾污阻止了低濃度的堿液與硅片的各項異性腐蝕，容易形成“亮斑”、“油污”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(wěn)定。尤其是金屬離子的沾污經(jīng)過高溫擴散后會在電池體內(nèi)形成復合中心，它會 復合部分光生載流子，進而影響電池的光生電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種對硅片清洗更加徹底，表面殘留物少的可提 高太陽電池轉(zhuǎn)化效率的硅片制絨方法，采用該方法制絨后能夠在硅片表面形成小而均勻的 類金字塔正四方體，可改善后序擴散PN結的均勻性，最終改善電池的電性能。本發(fā)明涉及的可提高太陽電池轉(zhuǎn)化效率的制絨方法如下
預清洗將硅片放入盛有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，去除硅片表面的碳污染、金屬污染和有機物沾污； 純水漂洗去離子水漂洗硅片表面殘留的次氯酸鈉溶液；
制絨將硅片置于堿腐蝕溶液中，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(zhì)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 硅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(zhì)量比為1.2 :5.5 :0.8 0. 3 :100 ο本發(fā)明在原有工藝基礎上增加了新的預清洗溶液，改進后的工藝利用次氯酸鈉強 氧化性對硅片清洗更加徹底，表面殘留物徹底去除，使制絨液能充分與硅片反應，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，水解后形成不同于異丙醇的羥基物質(zhì)。在添加劑作用下使得溶液腐蝕更加穩(wěn)定均勻，形 成質(zhì)量穩(wěn)定的“絨面”，直接改善了之后擴散PN結的均勻性，并且污染物去除后表面復合 減少，提高了光生載流子的壽命，最終改善電池的電性能。腐蝕制作的絨面小而均勻，覆蓋 整個表面，金字塔外觀清晰，絨面反射率低，適合大面積硅片的生產(chǎn)加工。


圖1是原常規(guī)工藝形成絨面微觀結圖2是本發(fā)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、將硅片放入盛有6%次氯酸鈉溶液的石英容器中，在60°C下，清洗10分鐘，去除硅片 表面的碳污染、金屬污染和有機物沾污；
2、純水漂洗去離子水漂洗硅片表面殘留的次氯酸鈉溶液；
3、制絨將硅片置于堿腐蝕溶液中，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(zhì)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，在硅片表面形成均勻的類金字塔形狀 的絨面。實例2
1、將硅片放入盛有10%次氯酸鈉溶液的石英容器中，在70°C下，清洗5分鐘，去除硅片 表面的碳污染、金屬污染和有機物沾污；
2、純水漂洗去離子水漂洗硅片表面殘留的次氯酸鈉溶液；
3、制絨將硅片置于堿腐蝕溶液中，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(zhì)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，在硅片表面形成均勻的類金字 塔形狀的絨面。實例3
1、將硅片放入盛有8%次氯酸鈉溶液的石英容器中，在65°C下，清洗8分鐘，去除硅片表 面的碳污染、金屬污染和有機物沾污；
2、純水漂洗去離子水漂洗硅片表面殘留的次氯酸鈉溶液；
3、制絨將硅片置于堿腐蝕溶液中，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(zhì)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，在硅片表面形成均勻的類金字 塔形狀的絨面，對比原常規(guī)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(zhuǎn)化效率的制絨方法，其特征是1. 1、預清洗將硅片放入盛有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，去除硅片表面的碳污染、金屬污染和有機物沾污； 1. 2、純水漂洗去離子水漂洗硅片表面殘留的次氯酸鈉溶液；1.3、制絨將硅片置于堿腐蝕溶液中，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(zhì)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，在硅片表面形成均勻的類金字塔形狀的絨面。
2.根據(jù)權利要求1所述的可提高太陽電池轉(zhuǎn)化效率的制絨方法，其特征是氫氧化鈉、 異丙醇、葡萄糖、無水乙酸鈉與水的質(zhì)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(zhuǎn)化效率的硅片制絨方法，將硅片放入盛有6～10%次氯酸鈉溶液的石英容器中，在60～70℃下，清洗5～10分鐘，去除硅片表面的碳污染、金屬污染和有機物沾污；純水漂洗去離子水漂洗硅片表面殘留的次氯酸鈉溶液；制絨將硅片置于堿腐蝕溶液中，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(zhì)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，在硅片表面形成均勻的類金字塔形狀的絨面。本發(fā)明對硅片清洗更加徹底，表面殘留物徹底去除，可形成質(zhì)量穩(wěn)定的“絨面”，直接改善了之后擴散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(yōu)先權日2010年10月15日
發(fā)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