性制絨方法進(jìn)行制絨，縮短了太陽能電池片的制作工藝流程，降低了成本，并且 可以大規(guī)模生產(chǎn)。
[0040] 根據(jù)本實(shí)用新型的再一方面，提供了一種太陽能電池片，該太陽能電池片為采用 上述太陽能電池片的制作方法制作而成。采用本實(shí)用新型的制絨方法得到的太陽能電池片 相對于常規(guī)的制絨方法得到太陽能電池片，具有接觸電阻低，短路電流高以及太陽能電池 轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0041] 下面結(jié)合更具體的實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的有益效果：
[0042] 實(shí)施例1
[0043] 1)表面清洗步驟
[0044] 取尺寸為156X 156cm的P型硅片（電阻率為1?3Qcm)，先依次放入丙酮中超 聲清洗5分鐘，放入乙醇中超聲清洗5分鐘，之后置于硫溶液與雙氧水溶液的混合液中（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)，對硅片加熱煮沸并保持0. 5小時(shí)，最后用去離子水超聲清洗干凈。
[0045] 2)刻蝕步驟
[0046] 將步驟1)中預(yù)清洗和水洗干凈的硅片浸入由硝酸銅、氫氟酸和雙氧水組成的酸 性制絨液中（其中，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)，將酸性制絨液加熱至60°C后刻蝕12分鐘。
[0047] 3)后處理階段
[0048] 將步驟2)中制絨后的硅片取出，用濃度為69wt%的硝酸超聲清洗以去除表面覆 蓋的金屬，然后再用去離子水超聲清洗，用高純氮?dú)獯蹈?，即可獲得具有倒金字塔結(jié)構(gòu)凹坑 的硅襯底。
[0049] 實(shí)施例2-3
[0050] 其操作步驟與實(shí)施例1相同，不同之處在于酸性制絨液中硝酸銅、氫氟酸和雙氧 水的濃度以及制絨時(shí)的溫度和時(shí)間不同。
[0051] 在實(shí)施例2中，硝酸銅的濃度為4mmol/L，氫氟酸的濃度為7mol/L，雙氧水的濃度 為0. 3mol/L。將酸性制絨液加熱至50°C后刻蝕8分鐘。
[0052] 在實(shí)施例3中，硝酸銅的濃度為15mmol/L，氫氟酸的濃度為3mol/L，雙氧水的濃度 為0. 7mol/L。將酸性制絨液加熱至70°C后刻蝕8分鐘。
[0053] 實(shí)施例4-5
[0054] 其操作步驟與實(shí)施例1相同，不同之處在于酸性制絨液中硝酸銅、氫氟酸和雙氧 水的濃度以及制絨時(shí)的溫度和時(shí)間不同。
[0055] 在實(shí)施例4中，硝酸銅的濃度為0. lmmol/L，氫氟酸的濃度為10mol/L，雙氧水的濃 度為0. lmol/L。將酸性制絨液加熱至40°C后刻蝕30分鐘。
[0056] 在實(shí)施例5中，硝酸銅的濃度為25mmol/L，氫氟酸的濃度為10mol/L，雙氧水的濃 度為0. lmol/L。將酸性制絨液加熱至80°C后刻蝕5分鐘。
[0057] 對比例1-4
[0058] 其操作步驟與實(shí)施例1相同，不同之處在于酸性制絨液中硝酸銅、氫氟酸和雙氧 水的濃度以及制絨時(shí)的溫度和時(shí)間不同。
[0059] 在對比例1中，硝酸銅的濃度為0. 05mmol/L，氫氟酸的濃度為13mol/L，雙氧水的 濃度為〇. 〇5mol/L。將酸性制絨液加熱至50°C后刻蝕8分鐘。
[0060] 在對比例2中，硝酸銅的濃度為30mmol/L，氫氟酸的濃度為0. 3mol/L，雙氧水的濃 度為I. 4mol/L。將酸性制絨液加熱至50°C后刻蝕8分鐘。
[0061] 在對比例3中，硝酸銅的濃度為30mmol/L，氫氟酸的濃度為0. 3mol/L，雙氧水的濃 度為I. 4mol/L。將酸性制絨液加熱至30°C后刻蝕35分鐘。
[0062] 在對比例4中，硝酸銅的濃度為0. 06mmol/L，氫氟酸的濃度為12mol/L，雙氧水的 濃度為〇. 〇4mol/L。將酸性制絨液加熱至90°C后刻蝕3分鐘。
[0063] 將實(shí)施例1-5以及對比例1-4中制絨后的單晶硅片采用常規(guī)方法制備成太陽能電 池片，包括依次進(jìn)行擴(kuò)散制結(jié)、去磷硅玻璃、刻蝕去邊、鍍減反射膜、制備電極、特性測試。其 中擴(kuò)散后的硅片方阻為80 Ω /sq，沉積的氮化硅減反射膜為80nm。
[0064] 實(shí)施例1中經(jīng)制絨后獲得的倒金字塔結(jié)構(gòu)凹坑的SEM如圖1-2所示?？梢钥闯?， 采用本實(shí)用新型的酸性制絨方法得到的倒金字塔結(jié)構(gòu)凹坑獨(dú)立、整齊且排列致密，凹坑的 邊長尺寸為1?5 μπι。從圖2中看出，由于采用銅納米顆粒的刻蝕，倒金字塔的底部為圓滑 結(jié)構(gòu)，有助于增加電極與硅表面的接觸面積，降低接觸電阻。
[0065] 對實(shí)施例1中的制絨后的單晶硅片采用D8J積分反射儀檢測，其表面反射率趨勢 見圖3。從圖3中可以看出，采用該酸性制絨方法在硅片表面上獲得了具有倒金字塔狀凹坑 的制絨表面，增加了硅片表面對入射光的吸收，顯著地降低了單晶硅的表面反射率，平均反 射率低至5%。
[0066] 圖4為實(shí)施例1中獲得的制絨表面上倒金字塔狀凹坑與電極接觸時(shí)的SEM圖，由 于倒金字塔狀凹坑的底部為圓滑結(jié)構(gòu)，有助于增加電極與硅表面的接觸面積，降低接觸電 阻，從圖4中可以看出倒金字塔狀凹坑的底部為圓滑結(jié)構(gòu)，金屬電極和倒金字塔的接觸比 較緊密，基本實(shí)現(xiàn)了完全接觸，這樣有利于電流的傳輸。
[0067] 采用halm測試儀測定太陽能電池片的Uoc、I sc、FF、Eff，具體性能見表1。
[0068] 表 1
[0069]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于太陽能電池的硅片，具有制絨表面，其特征在于，所述制絨表面具有由多個(gè) 倒金字塔形狀的凹坑，所述凹坑的底部呈圓滑狀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片，其特征在于，所述凹坑的開口為四邊形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅片，其特征在于，所述四邊形的邊長為1?10 ym，所述凹 坑的深度為1?10 um。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片，其特征在于，所述凹坑的開口為正方形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片，其特征在于，所述制絨表面的平均反射率為5%? 15%〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片，其特征在于，所述制絨表面上凹坑的分布密度為106? IO8個(gè) /cm2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片，其特征在于，所述的倒金字塔形狀凹坑存在于硅片的 單個(gè)表面或者兩個(gè)表面。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于太陽能電池的硅片。該硅片具有制絨表面，制絨表面具有多個(gè)倒金字塔狀凹坑，凹坑的底部呈圓滑狀。采用酸性制絨液對硅片表面進(jìn)行制絨，在較低溫度和較短時(shí)間內(nèi)形成了獨(dú)立、完整且緊密排布的微米尺寸倒金字塔結(jié)構(gòu)的制絨表面。該制絨表面的倒金字塔狀凹坑結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑷肷涔獾姆瓷渎式抵?％～15％，提高了太陽能電池效率。此外，雙面制備倒金字塔凹坑非常有利于制備HIT這樣的對稱結(jié)構(gòu)電池。本實(shí)用新型的倒金字塔狀凹坑結(jié)構(gòu)不局限于HIT及常規(guī)擴(kuò)散電池的制備中，還可以應(yīng)用在其它使用硅襯底的太陽能電池及光電子器件中。
【IPC分類】C30B33-10, H01L31-0236, H01L31-18
【公開號】CN204311157
【申請?zhí)枴緾N201420441064
【發(fā)明人】劉堯平, 王燕, 楊麗霞, 梅增霞, 陳偉, 梁會力, 庫茲涅佐夫·安德烈, 杜小龍
【申請人】中國科學(xué)院物理研究所
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年8月6日