[發明專利]一種制備單晶硅絨面的方法

無效

• 申請號: 200910091827.7
• 申請日: 2009-08-26
• 公開（公告）號: CN101634027A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 勾憲芳;許穎;勵旭東;宋爽;張燕鵬;謝芳吉
• 申請（專利權）人: 北京市太陽能研究所有限公司;江蘇艾德太陽能科技有限公司
• 主分類號: C23F1/32
• 分類號: C23F1/32;C30B33/10;H01L31/18
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐 寧

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池技術領域，特別是關于一種制備單晶硅絨面的方法。

背景技術

近年來，由于能源與環境日趨緊張的問題，促使了太陽能電池光伏組件行業的飛速發展。降低生產成本、提高太陽能電池的效率是目前研究的重中之重，提高太陽能電池效率的有效方法之一是提高太陽能電池的吸光能力，而吸光能力主要取決于單晶硅表面形成的絨面上金字塔的尺寸大小和均勻性。絨面上的金字塔尺寸越小、越均勻，則單晶硅絨面的吸光能力越強，轉換效率則越高。現有制備單晶硅絨面的方法主要包括機械刻槽法、離子刻蝕法和化學腐蝕法等。其中，機械刻槽法和離子刻蝕法存在種種弊端，很少應用于工業生產。目前常用的方法是化學腐蝕法，該方法是利用單晶硅的各向異性特性，對單晶硅進行腐蝕，得到具有微米量級金字塔形貌的單晶硅絨面。在利用化學腐蝕法進行生產的過程中，通常需要加入各種緩沖液，比如：異丙醇、乙醇、硅酸鈉等，來控制反應速度，以得到更為優質的單晶硅絨面。由于異丙醇可以使制備出的單晶硅更為美觀，因此異丙醇在大規模太陽能電池生產中常被使用，但是異丙醇揮發性大，在生產過程中需要不斷地補液，耗費大，成本較高。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種低成本的制備單晶硅絨面的方法，該方法制備出的單晶硅絨面上的金字塔尺寸小且均勻，有利于提高太陽能電池的效率。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種制備單晶硅絨面的方法，它包括以下步驟：1)在75℃～85℃恒溫槽內配制包括堿溶液、硅酸鈉和異丙醇的堿腐蝕溶液，其中，堿溶液的體積百分比為1％～2.5％，硅酸鈉的質量百分比為0.1％～2％，異丙醇的質量百分比為0.5％～3％；2)將濃度為5*10^-5～5*10^-3mol/L的全氟辛基磺酸鹽溶液加入步驟1)中配制有堿腐蝕溶液的恒溫槽中，使全氟辛基磺酸鹽溶液的體積百分比為0.2～1％，同時將單晶硅放入恒溫槽中進行腐蝕反應，10～20min后，將單晶硅取出，用去離子水沖洗干凈并烘干。

所述步驟1)中的堿溶液為氫氧化鈉或氫氧化鉀或碳酸鈉溶液。

恒溫槽的溫度為80℃且堿溶液為氫氧化鈉時，所述單晶硅經堿腐蝕溶液腐蝕后的表面上形成了均勻的金字塔絨面，且金字塔的邊長為1～8μm。

恒溫槽的溫度為80℃且堿溶液為氫氧化鈉時，所述單晶硅上被腐蝕掉的厚度為5～15μm。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、由于本發明在由堿溶液、硅酸鈉和異丙醇構成的腐蝕液中加入了極少量的全氟辛基磺酸鹽溶液，使得反應時間僅為10～20min，就得到了金字塔邊長為1～8μm且均勻的絨面，而且腐蝕掉的單晶硅的厚度為5～15μm，與利用傳統方法得到的單晶硅相比，本發明得到的單晶硅腐蝕厚度小，不易斷裂，節約了成本。2、由于本發明采用的全氟辛基磺酸鹽是一種陰離子中性表面活性劑，具有非常高的熱力學穩定性和化學穩定性，因此不需要在生產過程中補液，進一步降低了成本。3、由于本發明使用的全氟辛基磺酸鹽具有很好的相容性，能夠在極低的溶液濃度下把水溶液的表面張力降到很低，增強浸潤性，利于化學腐蝕的順利進行，減少了反應時間。4、由于本發明采用的全氟辛基磺酸鹽濃度極低，其用量與其它緩沖液相比，用量很少，因此大大節省了成本。

附圖說明

圖1是在金相顯微鏡下經放大400倍的單晶硅絨面形貌圖

圖2是在掃描電鏡下經放大1472倍的單晶硅絨面形貌圖

圖3是在掃描電鏡下經放大5888倍的單晶硅絨面形貌圖

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。

本發明包括以下步驟：

1)在75℃～85℃恒溫槽內配制包括堿溶液、硅酸鈉和異丙醇的堿腐蝕溶液。堿腐蝕溶液中，堿溶液的質量百分比為1％～2.5％，堿溶液為氫氧化鈉或氫氧化鉀或碳酸鈉溶液；硅酸鈉的質量百分比為0.1％～2％，異丙醇的體積百分比為0.5％～3％。

2)將濃度為5*10^-5～5*10^-3mol/L的全氟辛基磺酸鹽溶液加入步驟1)中配制有堿腐蝕溶液的恒溫槽中，使全氟辛基磺酸鹽溶液的體積百分比為0.2％～1％，同時將未清洗的或粗拋的市售P型或N型、電阻率0.3～8Ωcm、厚度180～500μm、<100>晶向單晶硅襯底置入花籃內，再一起放入步驟1)中配制有堿腐蝕溶液的恒溫槽中進行腐蝕反應，10～20min后，將單晶硅取出，用去離子水沖洗干凈并烘干。

以下通過幾個具體實施例對本發明進行進一步驗證。

實施例1：