多晶硅太陽能電池的制絨方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及太陽能電池制備方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多晶硅太陽能電池的制 絨方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 多晶硅是熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許 多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來，就結(jié)晶成多晶硅。多 晶硅由于各個晶粒的晶向不一樣，不能像單晶硅一樣采用堿腐蝕；為了得到良好的多晶硅 絨面，目前有多種方法，比如反應(yīng)離子刻蝕法、機械刻槽法和化學(xué)腐蝕法。其中化學(xué)腐蝕法， 由于操作方便、重復(fù)性強，在工業(yè)化生產(chǎn)中得到了大規(guī)模的應(yīng)用。其原理如下：主要采用酸 制絨工藝，體系主要包括硝酸和氫氟酸，具體反應(yīng)方程式如下：
[0003] 3Si+4HN03--3Si02+2H20+4N0
[0004] Si02+6HF--H2(SiF6) +2H20
[0005] 其中硝酸作為強的氧化劑，將硅養(yǎng)活成致密不溶于水的二氧化硅附著在硅片表 面，阻止硝酸與硅的進一步反應(yīng)，但二氧化硅可以與溶液中的氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)可溶于 水的絡(luò)合物H2 (SiF6)，導(dǎo)致二氧化硅破壞，此時硝酸與硅再次發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，硅片表面不斷 的被腐蝕，最終形成連續(xù)致密的"蟲孔狀"結(jié)構(gòu)。雖然該方法不需要特定的反應(yīng)設(shè)備，工藝 也相對簡單，制造成本低，但是此方法由于是純化學(xué)反應(yīng)、酸于硅片反應(yīng)速度快、穩(wěn)定性不 容易控制，反應(yīng)的溫度等也是影響硅片制絨效果的關(guān)鍵因素，稍微控制不好會造成多晶硅 表面陷光效果和電池的光電轉(zhuǎn)化率低，電池絨面不均勻、反射率高等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種穩(wěn)定性好，溫度易于控制，多晶硅表面 陷光效果好和電池的光電轉(zhuǎn)化率高，絨面均勻、反射率低的多晶硅太陽能電池的制絨方法。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種多晶硅太陽能電池的制 絨方法，步驟包括：
[0008] (1)首先在制絨槽內(nèi)配制制絨水溶液，配制原料包括：氫氟酸5_20wt%，硝酸 25-55wt %，硅氟酸0. 5-5wt %，醋酸0. 1-0. 5wt %，添加劑0. 5-1. 5wt %，余量為水；將上述 各組分混合并攪拌均勻；
[0009] 所述的添加劑組成為：聚乙烯醇0. 2-0. 8wt%，三乙醇胺0. l-6wt%，水解聚馬來 酸酐l-6wt%，聚乙烯吡咯烷酮0. 05-0. lwt%，余量為水：
[0010] ⑵將步驟（1)的制絨水溶液維持溫度為0-30°C，然后將多晶硅片置于上述水 溶液中放置100-300S，并同時進行超聲震動，超聲頻率40-60KHZ ;然后取出置于氫氧化鈉 0. 2-0. 5wt%、十二烷基苯磺酸鈉0. 5-2wt%，余量為水構(gòu)成的清洗液中進行清洗、取出吹干 即可。
[0011] 作為優(yōu)選，所述的制絨槽內(nèi)配制制絨水溶液，配制原料包括：氫氟酸l〇-15wt%， 硝酸 25-45wt %，硅氟酸 0? 5-1. 5wt %，醋酸 0? 1-0. 2wt %，添加劑 0? 5-1. Owt %，余量為水。
[0012] 作為優(yōu)選，所述的添加劑組成為：聚乙烯醇0. 2-0. 5%，三乙醇胺0. 1-0. 8%，水解 聚馬來酸酐1-2%，聚乙烯吡咯烷酮0. 05-0. 08%，余量為水。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點和優(yōu)異效果：
[0014] 1.本發(fā)明的上述制備過程，在傳統(tǒng)的氫氟酸、硝酸制絨液體中添加了硅氟酸、醋 酸，二者可以起到緩蝕劑的作用，降低氫氟酸對多晶表面的快速腐蝕，從而增加制絨液體的 穩(wěn)定性和可控性；特別是醋酸的加入降低了整體的混合液濃度，從而降低腐蝕速率，同時減 小了多晶硅片的表面張力，利于附著在多晶硅表面的氣泡脫離，從而使得制絨液體與多晶 硅片表面充分、均勻的接觸，提高制絨效果和均勻度。此外，制絨過程采用超聲震動，也可以 實現(xiàn)將制絨過程附著在多晶硅表面的氣泡脫離，防止對表面的遮蔽，實現(xiàn)各個角落均勻腐 蝕，制備出較好的絨面。此外，本發(fā)明還在絨液中添加了添加劑，使得制備的絨面規(guī)則，反射 率低，反應(yīng)過程可控。
[0015] 2.本發(fā)明的制絨后的清洗液具有能有效去除雜質(zhì)，表面清洗后一致性好，反射率 低的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0016] 圖1本發(fā)明實施例1制備的硅片制絨微觀圖。
[0017] 圖2本發(fā)明實施例2制備的硅片制絨微觀圖。
【具體實施方式】
[0018] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步具體描述，但不局限于此。
[0019] 實施例采用的硅片為市售多晶硅硅片，尺寸為2 X 2cm，厚度180-200微米，電阻率 為 0? 5-1. 5 Q ? cm。
[0020] 實施例1
[0021] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種多晶硅太陽能電池的制 絨方法，步驟包括：
[0022] (1)首先在制絨槽內(nèi)配制制絨水溶液，配制原料包括：氫氟酸5wt%，硝酸25wt%， 娃氟酸0. 5wt%，醋酸0. lwt%，添加劑0. 5wt%，余量為水；將上述各組分混合并攪拌均 勻；
[0023] 所述的添加劑組成為：聚乙烯醇0. 5%，三乙醇胺0. 2%，水解聚馬來酸酐3%，聚 乙烯吡咯烷酮〇. 06%，余量為水：
[0024] (2)將步驟⑴的制絨水溶液維持溫度為15°C，然后將多晶硅片置于上述水溶液 中放置120s，并同時進行超聲震動，超聲頻率40KHZ ;然后取出置于氫氧化鈉0. 3%、十二烷 基苯磺酸鈉0.8%，余量為水構(gòu)成的清洗液中進行清洗、取出吹干即可。
[0025] 圖1所示，本發(fā)明實施例制備的絨面，絨面尺寸均勻細(xì)小且比較均勻。
[0026] 實施例2
[0027] 其它步驟同實施例1，區(qū)別在于：所述的制絨槽內(nèi)配制制絨水溶液，配制原料包 括：氫氟酸l〇wt%，硝酸45wt%，娃氟酸1. 5wt%，醋酸0? 2wt%，添加劑1. Owt%，余量為 水。
[0028] 所述的添加劑組成為：聚乙烯醇0. 5%，三乙醇胺0. 7%，水解聚馬來酸酐1. 5%， 聚乙烯吡咯烷酮0. 07%，余量為水。
[0029] 圖2所示，本發(fā)明實施例制備的絨面，絨面尺寸均勻細(xì)小且比較均勻。
[0030] 對比例
[0031] (1)首先在制絨槽內(nèi)配制制絨水溶液，配制原料包括：氫氟酸5wt%，硝酸25wt%， 娃氟酸0. 5wt %，添加劑0. 5wt %，余量為水；將上述各組分混合并攪拌均勾；
[0032] 所述的添加劑組成為：聚乙烯醇0. 5%，三乙醇胺0. 2%，水解聚馬來酸酐3%，聚 乙烯吡咯烷酮〇. 06%，余量為水：
[0033] (2)將步驟⑴的制絨水溶液維持溫度為15°C，然后將多晶硅片置于上述水溶液 中放置120s，并同時進行超聲震動，超聲頻率40KHZ ;然后取出置于氫氧化鈉0. 3%、十二烷 基苯磺酸鈉0.8%，余量為水構(gòu)成的清洗液中進行清洗、取出吹干即可。
[0034] 通過顯微鏡觀察，對比例制備的產(chǎn)品，其絨面不均勻，與上述實施例1-2有限制差 別。
[0035]圖1所示，本發(fā)明實施例制備的絨面，絨面尺寸均勻細(xì)小且比較均勻。
[0036] 本發(fā)明實施例1-2和對比例制備的電池性能參數(shù)見表2 :
[0037] 表2實施例1-2和對比例制備的電池性能參數(shù)
[0038]
[0039] 從上述參數(shù)可知，本發(fā)明的方法制備的電池具有反射率低，能有效提高電池轉(zhuǎn)換 效率的優(yōu)點。
【主權(quán)項】
1. 一種多晶硅太陽能電池的制絨方法，其特征在于，步驟包括： (1) 首先在制絨槽內(nèi)配制制絨水溶液，配制原料包括：氫氟酸5-20wt%，硝酸 25-55wt %，硅氟酸0. 5-5wt %，醋酸0. 1-0. 5wt %，添加劑0. 5-1. 5wt %，余量為水；將上述 各組分混合并攪拌均勻； 所述的添加劑組成為：聚乙烯醇0.2-0. 8wt%，三乙醇胺0. l-6wt%，水解聚馬來酸酐 l-6wt%，聚乙烯吡咯烷酮0? 05-0. lwt%，余量為水： (2) 將步驟（1)的制絨水溶液維持溫度為0-30°C，然后將多晶硅片置于上述水溶 液中放置100-300S，并同時進行超聲震動，超聲頻率40-60KHZ ;然后取出置于氫氧化鈉 0. 2-0. 5wt%、十二烷基苯磺酸鈉0. 5-2wt%，余量為水構(gòu)成的清洗液中進行清洗、取出吹干 即可。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅太陽能電池的制絨方法，其特征在于，所述的制 絨槽內(nèi)配制制絨水溶液，配制原料包括：氫氟酸l〇_15wt %，硝酸25-45wt %，硅氟酸 0? 5-1. 5wt%，醋酸 0? 1-0. 2wt%，添加劑 0? 5-1. Owt%，余量為水。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅太陽能電池的制絨方法，其特征在于，所述的添加劑 組成為：聚乙稀醇0. 2-0. 5wt%，三乙醇胺0. 1-0. 8wt%，水解聚馬來酸酐l-2wt%，聚乙稀 吡咯烷酮〇. 05-0. 08wt %，余量為水。
【專利摘要】一種多晶硅太陽能電池的制絨方法，制絨水溶液包括：氫氟酸5-20％，硝酸25-55％，硅氟酸0.5-5％，醋酸0.1-0.5％，添加劑0.5-1.5％，余量水；添加劑為：聚乙烯醇0.2-0.8％，三乙醇胺0.1-6％，水解聚馬來酸酐1-6％，聚乙烯吡咯烷酮0.05-0.1％，余量水：制絨水溶液溫度0-30℃，將硅片置于水溶液中100-300s，并同時進行超聲震動，超聲頻率40-60KHZ；取出置于氫氧化鈉0.2-0.5％、十二烷基苯磺酸鈉0.5-2％的清洗液中進行清洗、取出吹干即可。具有穩(wěn)定性好，溫度易于控制，多晶硅表面陷光效果好和電池的光電轉(zhuǎn)化率高，絨面均勻、反射率低的優(yōu)點。
【IPC分類】C30B33/10, H01L31/0236
【公開號】CN105040108
【申請?zhí)枴緾N201510518472
【發(fā)明人】何云海
【申請人】浙江啟鑫新能源科技股份有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月21日