[發明專利]單晶硅太陽電池及其的腐蝕液、制絨方法和制備方法和光伏組件

無效

• 申請號: 201110233162.6
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN102277574A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 高艷杰;霍楨潮;雷浩
• 申請（專利權）人: 英利能源（中國）有限公司
• 主分類號: C23F1/40
• 分類號: C23F1/40;C30B33/10;H01L31/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及太陽能發電領域，特別涉及單晶硅太陽電池及其的腐蝕液、制絨方法和制備方法和光伏組件。

背景技術

近年來，隨著工業化進程的加進，煤炭、石油和天然氣等常規能源日益枯竭，并且一系列環保問題伴隨出現，如何擺脫上述常規能源在數量以及環保壓力的限制，尋求一種新型綠色能源已成為當今諸多國家的主要研究對象。太陽能作為一種可再生的綠色能源已逐漸在全球范圍內得到快速的發展。隨著太陽能發電技術的日益成熟，太陽能電池已在工業、農業和航天等諸多領域取得廣泛應用。

太陽電池是通過光電效應將光能轉化成電能的裝置。目前，根據所用材料的不同，太陽電池可分為：硅太陽電池、化合物薄膜太陽電池和聚合物多層修飾電極型太陽電池、有機太陽電池和納米晶太陽電池。其中，硅太陽電池發展最為成熟，在應用中占主導地位。

硅太陽電池又分為晶體硅太陽電池和硅薄膜太陽電池。晶體硅太陽電池又分為單晶硅太陽電池和多晶硅太陽電池。多晶硅太陽電池的成本較為低廉，但規模生產的轉換效率較低，約為15％～17％，同時隨著硅片厚度的不斷降低，碎片率也有所提升。相對于多晶硅太陽電池，單晶硅電池具有較高的轉換效率，規模化生產的效率約為18％～20％，因此單晶硅太陽電池應用較為廣泛。

現有的單晶硅太陽電池是以<100>晶向單晶硅片為原料硅片，其制備工藝具體為：將<100>晶向單晶硅片首先進行清洗，然后用堿液對硅片制絨后進行摻雜擴散，硅片上形成PN結，再對硅片周邊進行刻蝕后進行鍍膜、印刷、燒結，制得單晶硅太陽電池。現有的單晶硅太陽電池硅片厚度通常為180μm～220μm，碎片率較高電池碎片率較高，一般為5％以上，由此也使得單晶硅電池的生產成本較高。

發明內容

相對于<100>晶向單晶硅片，<111>晶向單晶硅片的解離面為{111}面，{111}面硅原子排列密度高，因此，<111>晶向單晶硅片的強度較高，使用<111>晶向單晶硅片制備單晶硅太陽電池可降低碎片率，進而降低生產成本。

在單晶硅太陽電池的制備工藝，制絨是最關鍵的工藝之一，單晶硅片在一定濃度范圍的堿溶液中被腐蝕時是各向異性的，不同晶向上的腐蝕速率不一樣，因此將特定晶向的單晶硅片放入堿溶液中腐蝕，即可在硅片表面產生出許多細小的金字塔外觀，這一過程稱為制絨。制絨的作用是在單晶硅表面形成金字塔狀絨面，提高硅片的陷光作用。<100>晶向單晶硅片可以在70℃～80℃溫度下用質量分數為2％的NaOH或KOH加異丙醇溶液進行各向異性的腐蝕，產生分布無序的向上的金字塔。但是，由于<111>晶向與<100>晶向單晶硅片結構上的差異，使得現有的制絨工藝不適于對<111>晶向單晶硅片，由此限制了<111>晶向的單晶硅在太陽電池領域的應用。

本發明要解決的技術問題是提供一種用于<111>晶向單晶硅太陽電池的腐蝕液、單晶硅太陽電池的制絨方法、單晶硅太陽電池的制備方法和單晶硅太陽電池，以實現<111>晶向單晶硅片在單晶硅太陽電池領域的應用，降低單晶硅太陽電池的碎片率。

有鑒于此，本發明提供一種用于<111>晶向單晶硅太陽電池的腐蝕液，包括：3wt％～8wt％的氫氧化鉀、0.0005wt％～0.01wt％的異丙醇、2wt％～6wt％的硅酸鈉和余量的純水。

優選的，包括：4wt％～7.5wt％的氫氧化鉀。

優選的，包括：0.0025wt％～0.008wt％的異丙醇。

本發明還提供一種單晶硅太陽電池的制絨方法，包括：使用上述腐蝕液在50℃～70℃對<111>晶向單晶硅片進行腐蝕。

優選的，所述腐蝕的時間為16min～21min。

本發明還提供一種單晶硅太陽電池制備方法，包括：

將<111>晶向的單晶硅片進行清洗；

將清洗后的單晶硅電池片進行制絨，具體為：使用腐蝕液在50℃～70℃對清洗后的<111>晶向單晶硅片進行腐蝕，所述腐蝕液包括：3wt％～8wt％的氫氧化鉀、0.0005wt％～0.01wt％的異丙醇、2wt％～6wt％的硅酸鈉和余量的純水；

將制絨后的單晶硅電池片依次進行擴散、刻蝕、鍍膜、印刷和燒結，得到單晶硅電電池片。

優選的，所述腐蝕的時間為16min～21min。

優選的，所述擴散的溫度為650℃～1050℃，時間為30min～120min。