[發明專利]單晶硅片堿性制絨液的添加劑及使用方法

有效

• 申請號: 201010195095.9
• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN101851756A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 符黎明;符濤
• 申請（專利權）人: 常州時創能源科技有限公司
• 主分類號: C23F1/10
• 分類號: C23F1/10;H01L31/18
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種單晶硅片堿性制絨液的添加劑及使用方法。

背景技術

在太陽能電池片制備過程中，為了提高太陽能電池的性能和效率，需要在硅片表面制作絨面，有效的絨面結構可以使得入射太陽光在硅片表面進行多次反射和折射，改變入射光在硅中的前進方向。一方面，延長了光程，從而增加了硅片對紅外光的吸收率；另一方面，使得更多的光子在靠近pn結附近的區域被吸收產生光生載流子，這些光生載流子更容易被收集，因此增加了光生載流子的收集效率。單晶硅電池的絨面通常是利用堿性腐蝕液(如KOH、NaOH等)對硅片表面進行腐蝕而形成。堿性腐蝕液對硅片的不同晶面具有不同的腐蝕速率，對(111)晶面腐蝕較慢，對(100)晶面腐蝕較快。因此，當利用堿性腐蝕液對硅片進行腐蝕時，由于這種各項異性腐蝕特性，會在硅片表面形成金字塔結構。

制絨效果主要體現在絨面(金字塔)尺寸大小和均勻度，一般工藝做的絨面(金字塔)尺寸為6～10μm，均勻度差，而本專利的使用添加劑能夠使絨面(金字塔)尺寸達到1～3μm，尺寸均勻度好，沒有大的金字塔。金字塔尺寸小對電池后續工藝有很好的作用。

目前，工業生產中常用的制絨液由NaOH、Na₂SiO₄、異丙醇、去離子水等組成。這種制絨液的制絨效果并不是十分理想，存在的問題包括：金字塔的尺寸比較大，一般為10～15μm；硅片腐蝕量比較大；制絨穩定性不好；制絨后硅片表面均勻性不好，經常可以看到明顯的手指印、白斑等。因此，如果可以通過在制絨液中加入制絨添加劑，來解決上述問題，將具有重要的意義。

發明內容

本發明提供一種單晶硅片堿性制絨液的添加劑及使用方法，其特征在于，在對太陽能電池用單晶硅片進行表面制絨時，將本發明的添加劑加入到堿性制絨液中，達到優異的制絨效果。

本發明提供一種用于單晶硅堿性制絨液的添加劑，其中包含的組分為：尿素(脲)、山梨醇和余量的水，其中所述水優選為去離子水。

根據本發明的一個優選實施方案，本發明所述添加劑中包含的組分和含量為：

尿素(脲)0.1-5％；

山梨醇0.1-3％；

余量的水，水優選為去離子水，尿素和山梨醇的含量均為重量百分含量。

根據本發明的一個特別優選的實施方案，本發明所述添加劑中包含的組分和含量為：

尿素(脲)0.5-2％；

山梨醇1-2％；

余量的水，水優選為去離子水，尿素和山梨醇的含量均為重量百分含量。

本發明此外提供用于單晶硅片表面處理用的制絨劑的配制方法，包括

(1)將重量百分含量為0.5-10％的NaOH和3-9％的異丙醇溶于去離子水中，得到堿性制絨液，

(2)將本發明添加劑加入步驟(1)中的堿性制絨液中，得到制絨劑，其中所述添加劑與制絨液的重量比為2-5∶100。

本發明用于單晶硅片表面處理用的制絨劑的配制方法，包括

(1)將重量百分含量為1.1％的NaOH和6％的異丙醇溶于去離子水中，得到堿性制絨液，

(2)將本發明添加劑加入步驟(1)中的堿性制絨液中，得到制絨劑，其中所述添加劑與制絨液的重量比為2-5∶100。

本發明還提供一種單晶硅片制絨方法，將本發明添加劑加入堿性制絨液中，然后將單晶硅片浸入到添加有添加劑的制絨液中進行制絨，制絨時，溫度為70-80℃，制絨時間為720-900s，其中所述添加劑與制絨液的重量比為2-5∶100。所述堿性制絨液通過將重量百分含量為0.5-10％的NaOH和3-9％的異丙醇溶于去離子水中制成，優選所述堿性制絨液通過將重量百分含量為1.1％的NaOH和6％的異丙醇溶于去離子水中制成。

采用該添加劑和使用方法進行硅片表面制絨后，在硅片表面形成的金字塔尺寸小于5μm，硅片整面色澤均勻，平均反射率低于15％，被腐蝕掉的硅片量小于7％。

本發明的優點在于：采用本添加劑及使用方法后，與未加入添加劑時相比，可以降低制絨溫度，減短制絨時間，并且制絨效果有明顯的提高。絨面金字塔尺寸更加細小，分布更加均勻，顯著地降低了硅片的反射率。對最終得到的電池片也具有有益的效果，提高了電池片的成品率，提升了電池片的短路電流并增大了電池片的填充因子，提高了太陽能電池片的光電轉換效率。此外，本發明的催化劑無毒性，無腐蝕性，無刺激性，無燃燒和爆炸危險，對人體和環境無危害；并且，催化劑的配置和使用工藝簡單，設備低廉，重復性好。

附圖說明

圖1是實施例1得到的硅片表面絨面的掃描電鏡平面照片。