本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的硅片處理方法。

背景技術(shù)：

能源危機(jī)下光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，進(jìn)一步推廣光伏應(yīng)用的關(guān)鍵是提高電池光電轉(zhuǎn)換效率，降低電池成本。異質(zhì)結(jié)太陽能電池是si襯底上生長非晶si薄層的異質(zhì)結(jié)電池，具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝溫度低、轉(zhuǎn)換效率高，溫度特性好的特點(diǎn)，是適合于大規(guī)模推廣應(yīng)用的高效電池之一，具有很好的發(fā)展前景。

單晶硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池通常以n型si作為襯底，典型的結(jié)構(gòu)如圖1所示，在n型si襯底受光面上先后沉積薄層本征非晶si層及p型非晶si層形成發(fā)射極；在另一面由薄本征非晶si層及n型非晶si層形成背場(chǎng)；在兩面摻雜的非晶si薄層上用磁控濺射的方法沉積透明導(dǎo)電氧化物薄膜，最后在電池頂部和底部形成柵狀金屬電極。制備高效異質(zhì)結(jié)太陽能電池的前提是要求單晶硅硅片襯底材料缺陷和雜質(zhì)少，表面潔凈度高，這樣可以減少載流子在輸運(yùn)過程中的復(fù)合幾率，從而可提高短路電流和開路電壓，實(shí)現(xiàn)較高的光電轉(zhuǎn)換效率。

太陽能電池硅片的表面處理是通過多道濕化學(xué)工藝來實(shí)現(xiàn)，首先是為去除硅片表面因線切割導(dǎo)致的機(jī)械損傷層，然后通過酸洗減少硅片表面的金屬顆粒、最后去除表面因化學(xué)處理導(dǎo)致的化學(xué)氧化層及表面藥液殘留。 但是單純用濕化學(xué)的方式只能處理硅片的表層無法有效地去除或減少硅片內(nèi)部金屬雜質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的硅片處理方法及其制備工藝，解決了因現(xiàn)有技術(shù)單純采用濕化學(xué)的方式只能處理硅片的表層無法有效地去除或減少硅片內(nèi)部金屬雜質(zhì)的缺陷。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的硅片處理方法，所述處理方法包括如下步驟：對(duì)硅片進(jìn)行去損傷處理；將去損傷處理后的硅片進(jìn)行退火處理，誘發(fā)金屬雜質(zhì)及晶體缺陷向表面位移在硅片形成潔凈區(qū)；對(duì)退火處理后的硅片進(jìn)行兩面制絨處理，形成金字塔絨面；對(duì)制絨后的硅片進(jìn)行化學(xué)清洗，去除化學(xué)氧化層和表面殘余，并鈍化硅片表面；將清洗后的硅片進(jìn)行二次退火處理，通過氫促進(jìn)硅片中氧外擴(kuò)，讓硅片表面形成負(fù)氧區(qū)。

進(jìn)一步的，所述退火處理為在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空氣中進(jìn)行，退火溫度為350℃～1000℃，退火時(shí)間為0.5-1h。

進(jìn)一步的，所述制絨處理為將硅片放入含氫氧化鉀質(zhì)量比為1-5％，添加劑體積比為0.5-3％的混合溶液中，溫度為70-90℃下進(jìn)行，制絨時(shí)間為20-40分鐘。

進(jìn)一步的，所述步驟對(duì)硅片進(jìn)行去損傷處理為：將硅片放入溶度為10-30％的氫氧化鉀溶液，反應(yīng)溫度為70℃-90℃中反應(yīng)15-45min，去除掉表面的機(jī)械損傷層。

進(jìn)一步的，所述步驟對(duì)制絨后的硅片進(jìn)行化學(xué)清洗，去除化學(xué)氧化層和表面殘余，并鈍化硅片表面為：先用硝酸與氫氟酸的混合液浸泡，然后進(jìn)行氫氟酸清洗，再進(jìn)行氨水與雙氧水的氧化中和，最后用氫氟酸的鈍化疏水，所述氨水和雙氧水的氧化中和溫度為70-90℃，清洗時(shí)間為10-20min。

進(jìn)一步的，所述二次退火處理為在高純氫氣的高溫中進(jìn)行，退火溫度為350℃～1000℃，退火壓力為50-300pa，退火時(shí)間為0.5-1h。

由上述對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的硅片處理方法，采用具有腐蝕性的溶液對(duì)硅片表面進(jìn)行腐蝕，去除掉表面的機(jī)械損傷層后，放入常壓空氣中快速退火處理，誘發(fā)金屬雜質(zhì)及晶體缺陷向表面位移形成潔凈區(qū)，然后化學(xué)制絨清洗后再次放入高純氫氣的高溫退火爐中，利用氫促進(jìn)硅中氧外擴(kuò)，使得硅片表面形成一層負(fù)氧區(qū)，有效的去除了硅片表面的金屬雜質(zhì)及改善了氧含量。采用本發(fā)明襯底處理方法制成的太陽能電池工藝溫度低、轉(zhuǎn)換效率高，溫度特性好。

附圖說明

構(gòu)成

本技術(shù)：
的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的硅片處理方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明硅片處理后形成負(fù)氧區(qū)后的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例

如圖1所示一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的硅片處理方法，包括如下步驟：

步驟s01、對(duì)硅片進(jìn)行去損傷處理，損傷處理為將硅片放入溶度為10-30％的氫氧化鉀溶液，反應(yīng)溫度為70℃-90℃中反應(yīng)15-45min；所述硅片n型非晶硅或p型非晶硅中任意一種；

步驟s02、將去損傷處理后的硅片在常壓空氣中高溫退火處理，退火溫度為350℃～1000℃，退火時(shí)間為0.5-1h，誘發(fā)金屬雜質(zhì)及晶體缺陷向表面位移在硅片形成潔凈區(qū)；

步驟s03、對(duì)退火處理后的硅片進(jìn)行制絨處理，所述制絨處理為將硅片放入含氫氧化鉀質(zhì)量比為1-5％，添加劑體積比為0.5-3％的混合溶液中，溫度為70-90℃下，進(jìn)行20-40分鐘的制絨，形成“金字塔”形狀的絨面；

步驟s04、對(duì)制絨后的硅片進(jìn)行化學(xué)清洗，除化學(xué)氧化層和表面殘余，并鈍化硅片表面，該步驟為：先用硝酸與氫氟酸的混合液浸泡，然后進(jìn)行氫氟酸清洗，再進(jìn)行氨水與雙氧水的氧化中和，最后用氫氟酸的鈍化疏水，所述氨水和雙氧水的氧化中和溫度為70-90℃，清洗時(shí)間為10-20min。

步驟s05、將化學(xué)清洗后的硅片放入高純氫氣中高溫進(jìn)行二次退火處理，讓硅片表面形成負(fù)氧區(qū)如圖2所示，所述二次退火處理的退火壓力為50-300pa，退火溫度350℃～1000℃，退火時(shí)間為0.5-1h，所述負(fù)氧區(qū)寬度 為30-50um。

本發(fā)明采用具有腐蝕性的溶液對(duì)硅片表面進(jìn)行腐蝕，去除掉表面的機(jī)械損傷層后，放入常壓空氣中快速退火處理，誘發(fā)金屬雜質(zhì)及晶體缺陷向表面位移形成潔凈區(qū)，然后化學(xué)制絨清洗后再次放入高純氫氣的高溫退火爐中，利用氫促進(jìn)硅中氧外擴(kuò)，使得硅片表面形成一層負(fù)氧區(qū)，有效的去除了硅片表面的金屬雜質(zhì)及改善了氧含量。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的硅片處理方法，包括如下步驟：先對(duì)硅片進(jìn)行去損傷處理；再對(duì)硅片進(jìn)行退火處理，誘發(fā)金屬雜質(zhì)及晶體缺陷向表面位移在硅片形成潔凈區(qū)；然后讓硅片進(jìn)行兩面制絨處理，形成金字塔絨面；再進(jìn)行化學(xué)清洗，去除化學(xué)氧化層和表面殘余，并鈍化硅片表面；最后將硅片進(jìn)行二次退火處理，通過氫促進(jìn)硅片中氧外擴(kuò)，讓硅片表面形成負(fù)氧區(qū)。本發(fā)明采用腐蝕性溶液對(duì)硅片表面進(jìn)行腐蝕，去除掉表面的機(jī)械損傷層后，放入常壓空氣中快速退火，誘發(fā)金屬雜質(zhì)及晶體缺陷向表面位移形成潔凈區(qū)，然后化學(xué)制絨和清洗后再次放入高純氫氣中二次退火，利用氫促進(jìn)硅中氧外擴(kuò)，使得硅片表面形成負(fù)氧區(qū)，有效的去除了硅片表面的金屬雜質(zhì)及改善了氧含量。

技術(shù)研發(fā)人員：莊輝虎;林錦山;宋廣華;楊與勝;王樹林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鈞石（中國）能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.16
技術(shù)公布日：2017.09.26