[發(fā)明專利]一種多晶硅太陽能電池的表面催化制絨方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010585532.8
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102130205A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 褚君浩;張傳軍;竇亞楠;李釗明
• 申請（專利權）人: 上海太陽能電池研究與發(fā)展中心
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C23F1/24
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術領域

本發(fā)明涉及多晶硅太陽能電池的制備方法，具體是指一種多晶硅太陽能電池的表面催化制絨方法。

背景技術

晶體硅太陽能電池表面的絨面結構，對于減少入射太陽光的反射，增加光吸收有重要的意義，是提高晶體硅太陽能電池效率的重要因素之一。目前絨面結構的制備方法主要有：機械開槽，反應離子蝕刻和化學蝕刻。然而，機械開槽和反應離子蝕刻不適合大面積生產(chǎn)。對于單晶硅<100>晶面，化學蝕刻中的堿性溶液各向異性蝕刻是非常有效的，可以形成隨機分布的金字塔結構，并已廣泛應用于單晶硅太陽能電池的制造。對于多晶硅而言，由于堿性溶液對于不同晶面的蝕刻程度不同，會在表面產(chǎn)生階梯分布，對其后的絲網(wǎng)應刷工藝不利。因此，多晶硅太陽能電池絨面制作主要采用酸性溶液各向同性蝕刻，但酸性溶液優(yōu)先蝕刻晶界和缺陷，而且容易蝕刻掉絨面錐形尖端，另外在蝕刻過程中形成的氣泡附著在硅表面，使酸性腐蝕液無法完全與晶片表面接觸，造成絨面結構的不完整和不均勻。這是多晶硅太陽能電池轉換效率低于單晶硅太陽能電池的一個重要原因。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?00410064831.1，公開了一種制備多晶硅絨面方法，酸性腐蝕液采用氧化劑CrO₃或K₂Cr₂O₇和HF酸混合液。中國發(fā)明專利申請?zhí)?01010129489.4，公開了一種降低多晶硅制絨反射率的方法，先用酸性腐蝕形成單面腐蝕坑，再用堿性腐蝕形成金字塔絨面結構，但是上述專利對于金字塔絨面結構的形貌和絨面均勻性的問題都沒有很好解決。

發(fā)明內容

基于已有的多晶硅太陽能電池制絨方法存在的缺點和不足，本發(fā)明的目的是提出一種多晶硅太陽能電池的表面催化制絨方法。

本發(fā)明的一種多晶硅太陽能電池的表面催化制絨方法，其步驟如下：

§1堿性溶液蝕刻除去多晶硅片表面的機械損傷層；

§2采用表面噴涂的方法把具有催化作用的金屬納米顆粒噴涂在多晶硅片的一表面；

§3酸性溶液蝕刻多晶硅表面，使其形成蜂窩狀形貌的絨面結構；

§4堿性溶液蝕刻去除含金屬粒子的污染層。

所述的步驟§1，去除多晶硅片表面的機械損傷層的堿性溶液為NaOH溶液，其濃度為10％-20％。

所述的步驟§2，具有催化作用的金屬納米顆粒為99.9％-99.99％的高純Ag、Pt或Pd金屬，金屬顆粒的大小為10-40nm。表面噴涂的步驟為：

(1)將Ag、Pt或Pd的納米金屬顆粒和去離子水以質量比為1∶5～10的比例混合，攪拌均勻；

(2)用低壓噴槍將上述混合液均勻噴涂在多晶硅片表面，涂層厚度以剛好噴濕表面為準；

(3)室溫或100℃-25℃低溫烘干，使表面均勻附著Ag、Pt或Pd的納米金屬顆粒。

金屬顆粒催化作用在于增大酸性溶液與硅的反應速度，在金屬顆粒分布的地方快速形成腐蝕坑，沒有金屬顆粒的地方蝕刻速度慢，因而加快絨面形成，降低了絨面錐頂?shù)奈g刻。金屬顆粒的分布決定了腐蝕坑的分布，從而決定了絨面的均勻性。

所述的步驟§3，酸性溶液為：10％HF溶液或10％HF∶30％H₂O₂的混合溶液，混合溶液配比為10∶1。蝕刻時間5-10分鐘。

所述的步驟§4，堿性溶液的濃度為1％-5％的NaOH溶液，蝕刻時間為10-20分鐘。NaOH溶液起到去除酸性蝕刻表面含殘余金屬顆粒污染層的作用。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1.多晶硅片表面以催化反應為主，所形成的蜂窩狀絨面結構完整、均勻，對于太陽光的反射率明顯降低，制成電池相對效率提高5％，而且工藝簡單，易于工業(yè)生產(chǎn)。

2.催化金屬顆粒采用水基溶液，成本低，工藝過程簡單，表面噴涂的涂層易控制，涂層薄而且均勻，水基溶劑去除后，催化金屬顆粒是彌散分布而不是形成致密的一層。

3.采用低壓噴涂有效防止硅片破損。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2為金屬納米在多晶硅片表面的分布示意圖；

圖3為催化金屬顆粒在蝕刻坑底的腐蝕坑示意圖；

圖4為多晶硅表面的蜂窩狀絨面結構示意圖；

具體實施方式

下面結合附圖，以一個具體的實施例詳細說明本發(fā)明的技術方案，但是本發(fā)明不局限于此，可以根據(jù)實際情況進行調整。