冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片及太陽(yáng)能電池板的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片及太陽(yáng)能電池板，所述冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的一個(gè)表面為腐蝕制絨所成的絨面，所述絨面具有多個(gè)腐蝕坑，所述多個(gè)腐蝕坑的深度為3.0～3.6μm，長(zhǎng)度為4.94～6.63μm。本實(shí)用新型的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，結(jié)合了冶金多晶硅自身的特點(diǎn)及相應(yīng)的制絨工藝，使磷吸雜后的冶金多晶硅片腐蝕出質(zhì)量較高的絨面，多晶硅片表面腐蝕形成均勻適中的腐蝕凹坑，制得的太陽(yáng)能電池片表面陷光結(jié)構(gòu)良好，外觀均勻且表面反射率低，降低了反向漏電流，同時(shí)提高了太陽(yáng)能電池片的光電轉(zhuǎn)換效率。
【專利說(shuō)明】冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片及太陽(yáng)能電池板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能利用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片及具有該冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的太陽(yáng)能電池板。

【背景技術(shù)】
[0002]物理冶金多晶硅提純技術(shù)，具有提純產(chǎn)能大、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、提純工藝與環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)近十年的努力，此技術(shù)得到明顯的改善。據(jù)掌握的資料看，用物理冶金技術(shù)提純的多晶硅純度已達(dá)到6.0N-6.5N級(jí)，已有企業(yè)小批量生產(chǎn)。
[0003]物理冶金法提純多晶硅，利用冶金法的技術(shù)，可直接把硅中的基硼提純到太陽(yáng)能級(jí)硅的水平。提純過(guò)程不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以與化學(xué)法提純硅相比，基硼的濃度稍高，金屬和過(guò)渡金屬雜質(zhì)含量也高些，造成提純的多晶硅少子壽命較低，制作出的電池效率較低而漏電流較大。
[0004]圖1為常規(guī)的原始多晶硅硅片的結(jié)構(gòu)示意圖，多晶硅硅片101的表面只有自然生長(zhǎng)的很薄的氧化層102。圖2為經(jīng)過(guò)磷吸雜后的多晶硅硅片的結(jié)構(gòu)示意圖，經(jīng)過(guò)磷吸雜過(guò)程的高溫處理后，多晶娃娃片201的表面生長(zhǎng)了一層較厚的含磷的二氧化娃層202 (俗稱娃玻璃層)，二氧化硅層202還含有大量的雜質(zhì)如銅、鐵和鋁等，結(jié)構(gòu)及成分都發(fā)生了變化。
[0005]用常規(guī)酸液腐蝕對(duì)經(jīng)過(guò)磷吸雜的物理冶金多晶硅片進(jìn)行表面制絨時(shí)，由于工藝不匹配則會(huì)產(chǎn)生不良的效果，如表面腐蝕產(chǎn)生的凹坑分布不均、腐蝕坑深度明顯不同等，從而導(dǎo)致制得的太陽(yáng)能電池片表面陷光效果較差，電池短路電流、光電轉(zhuǎn)換效率都減小，而反向漏電流增大，物理冶金多晶硅電池片的整體合格率較低。經(jīng)測(cè)試，這樣制得的硅片的表面反射率高達(dá)27.0 %以上。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，以解決現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能電池片存在的表面反射率高及表面陷光效果較差的技術(shù)問(wèn)題。
[0007]本實(shí)用新型的另一目的在于提供具有本實(shí)用新型冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的一種太陽(yáng)能電池板。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0009]一種冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，所述冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的一個(gè)表面為腐蝕制絨所成的絨面，所述絨面具有多個(gè)腐蝕坑，所述多個(gè)腐蝕坑的深度各自為3.0?3.6 μ m，長(zhǎng)度各自為4.94?6.63 μ m。
[0010]在本實(shí)用新型的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)腐蝕坑的寬度各自為1.41?1.43ym?
[0011]在本實(shí)用新型的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的另一個(gè)實(shí)施方式中，所述冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的表面反射率為24% -25.6%。
[0012]在本實(shí)用新型的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的另一個(gè)實(shí)施方式中，所述冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的娃片為冶金法提純的多晶娃娃片。
[0013]在本實(shí)用新型的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的另一個(gè)實(shí)施方式中，所述冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的硅片為經(jīng)過(guò)中高溫磷吸雜處理后的冶金多晶硅片。
[0014]本實(shí)用新型的太陽(yáng)能電池板內(nèi)，封裝有本實(shí)用新型的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果在于，本實(shí)用新型的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，結(jié)合了冶金多晶硅自身的特點(diǎn)及相應(yīng)的制絨工藝，使耐腐蝕的冶金多晶硅腐蝕出質(zhì)量較高的絨面，多晶硅片表面腐蝕形成均勻適中的腐蝕凹坑，制得的太陽(yáng)能電池片表面陷光結(jié)構(gòu)良好，夕卜觀均勻且表面反射率低，降低了反向漏電流，同時(shí)提高了太陽(yáng)能電池片的光電轉(zhuǎn)換效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為原始多晶硅硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為經(jīng)過(guò)磷吸雜后的多晶硅硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為經(jīng)過(guò)腐蝕制絨后的多晶硅硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型的多晶硅硅片的表面SEM圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型的多晶硅硅片的表面SEM圖。
[0021]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0022]101、201、301:多晶硅
[0023]102:原始氧化層
[0024]202:經(jīng)過(guò)磷吸雜后的氧化層
[0025]302:腐蝕坑

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面根據(jù)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于以下實(shí)施例，列舉這些實(shí)例僅出于示例性目的而不以任何方式限制本實(shí)用新型。
[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽(yáng)能電池板，封裝有本實(shí)用新型實(shí)施例的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片。但本實(shí)用新型的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的應(yīng)用并不限于太陽(yáng)能電池板，而可以應(yīng)用到其他太陽(yáng)能電池制品上。
[0028]下面具體介紹本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片。
[0029]如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，其硅片301為冶金法提純的多晶硅硅片，在腐蝕制絨過(guò)程在硅片301表面形成絨面，即腐蝕出大小均勻的腐蝕坑302，圖4與圖5是掃描電子顯微鏡給出的冶金多晶硅電池片的表面形貌，可見硅片301表面形成均勻、深度適中的腐蝕槽坑302，起到良好的減反射效果，使冶金多晶硅電池片表面的反射率從27%以上降至24% -25.6% (650nm處)。
[0030]腐蝕坑302 的長(zhǎng)度為 4.94-6.63 μ m，寬度為 1.41-1.43 μ m，深度為 3.0-3.6 μ m，即經(jīng)腐蝕后硅片301表面的厚度減少量為3.0-3.6ym0
[0031]腐蝕坑302大小均勻，其長(zhǎng)度尺寸相差較小，利于形成更多的腐蝕凹坑，這樣便能夠增加入射光線的多次反射、折射幾率，提高了太陽(yáng)能電池片對(duì)表面光線的多次吸收能力。
[0032]上述冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片所用的硅片為冶金法提純的多晶硅硅片，特別是經(jīng)過(guò)中尚溫憐吸雜后的冶金多晶娃片。
[0033]以下再介紹一下本實(shí)用新型的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的生產(chǎn)工藝及工藝參數(shù):
[0034]在腐蝕制絨過(guò)程中，反應(yīng)溫度可控制在6?7°C，腐蝕溶液為氫氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和水的混合溶液，腐蝕的速度為1.25-1.35m/min (傳送帶速度)，從而將硅片的單面減薄量控制在3.0-3.6 μ m/片。
[0035]可采用兩次腐蝕的方式進(jìn)行制絨工藝，例如第一次腐蝕采用HF:HN03:H20 =1:5:2.76的混合溶液，之后采用去離子水漂洗，再用堿性溶液如質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7% -8%的氫氧化鉀溶液洗去硅片表面的多孔硅層，再用去離子水進(jìn)行漂洗；
[0036]隨后采用HF:HCL:H20 = 1:2:2.3的混合溶液進(jìn)行第二次腐蝕，以去除表面金屬離子，之后再以去離子水進(jìn)行漂洗并烘干。
[0037]以上述示例的方式進(jìn)行制絨工藝，可避免因過(guò)度腐蝕出現(xiàn)凹坑變深，導(dǎo)致電池PN結(jié)漏電而影響電池整體的合格率，或者因腐蝕不足，凹坑太淺而減反射效果差等問(wèn)題。
[0038]本實(shí)用新型的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，結(jié)合了冶金多晶硅自身的特點(diǎn)及相應(yīng)的制絨工藝，將磷吸雜后的冶金多晶硅腐蝕出質(zhì)量較高的絨面，多晶硅片表面腐蝕形成均勻適中的腐蝕凹坑，制得的太陽(yáng)能電池片表面陷光結(jié)構(gòu)良好，外觀均勻且表面反射率低，降低了反向漏電流，同時(shí)提高了太陽(yáng)能電池片的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0039]以8英寸(156mmX 156mm)規(guī)格為例，本實(shí)用新型的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，表面反射率從27%以上降至24% -25.6% (650nm處)，開路電壓增加0.8% -1.2%，短路電流增加了 2.0% -3.7%，反向漏電流降低了 60% -80%,電池整體性能有很大的改善，同時(shí)太陽(yáng)能電池片的平均光電轉(zhuǎn)換效率提高到17.40%以上。
[0040]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)注意的是，本實(shí)用新型所描述的實(shí)施方式僅僅是示范性的，可在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)作出各種其他替換、改變和改進(jìn)。因而，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，其特征在于，所述冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的一個(gè)表面為腐蝕制絨所成的絨面，所述絨面具有多個(gè)腐蝕坑，所述多個(gè)腐蝕坑的深度為3.0?3.6 μ m，長(zhǎng)度為 4.94 ?6.63 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，其特征在于，所述多個(gè)腐蝕坑的寬度為1.41?1.43 μπ?ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，其特征在于，所述冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的表面反射率為24% -25.6%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，其特征在于，所述冶金多晶娃太陽(yáng)能電池片的娃片為冶金法提純的多晶娃娃片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片，其特征在于，所述冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片的硅片為經(jīng)過(guò)中高溫磷吸雜處理后的冶金多晶硅片。
6.一種太陽(yáng)能電池板，其特征在于，所述太陽(yáng)能電池板內(nèi)封裝有權(quán)利要求1-5中任一所述的冶金多晶硅太陽(yáng)能電池片。
【文檔編號(hào)】H01L31/0236GK204167329SQ201420650161
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】和江變, 李健, 馬承鴻, 宗靈侖, 馮國(guó)江 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古日月太陽(yáng)能科技有限責(zé)任公司, 內(nèi)蒙古大學(xué)