[發明專利]采用絨面光滑圓整技術的異質結太陽電池清洗制絨方法

有效

• 申請號: 201210042842.4
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102593268A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 華夏;李媛媛;彭錚;王巍;李正平;沈文忠;彭德香;溫超
• 申請（專利權）人: 上海中智光纖通訊有限公司
• 主分類號: H01L31/20
• 分類號: H01L31/20;C30B33/10;C23F1/24;C23F1/32
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于異質結太陽電池清洗制絨領域，特別涉及一種采用絨面光滑圓整技術的異質結太陽電池清洗制絨方法。

背景技術

目前，大規模開發利用太陽能光伏發電的核心在于提升太陽電池的光電轉換效率和降低太陽電池的生產成本。帶有本征薄層的非晶硅/單晶硅異質結太陽電池，即HIT太陽電池，可以用200℃以下的低溫非晶硅沉積技術來替取代傳統晶硅電池生產工藝中的高溫過程，因而有望成為單晶硅電池的廉價替代物，在實現低價高效太陽電池方面具有非常重要的應用前景。目前，日本的三洋電機公司在2011年研發的HIT太陽電池已經實現23.0％的轉換效率，而世界上其他研究組均無法達到20％以上。因此，為了能研發出轉換效率超過20％的高效HIT電池，改進太陽電池制造技術，優化生產工藝，具有十分重要的意義。

經對現有HIT太陽電池制造工藝研究調查發現，HIT太陽電池中非晶硅薄層的均勻性和薄膜質量，是影響太陽電池效率的關鍵因素。但是由于非晶硅薄層的厚度僅有5-15納米，因此非晶硅薄膜的沉積受到硅片表面形貌的嚴重影響。目前的HIT太陽電池制造工藝中，為了獲得硅片表面較好的減反效果，往往利用硅本身晶面腐蝕速度的不同做成表面為(111)晶面的四面方錐體結構，即金字塔結構。該結構因其尖峰銳利，易于在非晶硅沉積過程中引起等離子體放電等不利因素，使得非晶硅薄膜沉積很不均勻，造成薄膜質量較差和低電池轉換效率。目前日本的三洋電機公司和夏普公司已經開始對清洗制絨工藝進行優化，以期改進薄膜均勻性，提高HIT太陽電池轉換效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是由于等離子體尖端放電等不利因素導致的非晶硅薄膜沉積不均勻，提供一種采用絨面光滑圓整技術的異質結太陽電池清洗制絨方法，該方法同時適用于大面積太陽電池生產，這為大規模生產高效HIT電池提供了重要參考，在光伏制造領域有著巨大意義。

本發明的一種采用絨面光滑圓整技術的異質結太陽電池清洗制絨方法，包括：

(1)將硅片放入體積比為1∶1∶5-1∶1∶10的氨水、雙氧水和去離子水中，在45-85℃下清洗1-10分鐘后取出，完成硅片的初步清洗，之后常溫下去離子水洗；

(2)將上述初步清洗的硅片浸入體積比為1∶2-1∶10的氫氧化鉀溶液和去離子水中，在45-85℃下腐蝕20-120秒后取出，去除鋸齒毛邊，之后常溫下去離子水洗；

(3)將上述去鋸齒后的硅片浸入體積比為3∶3∶1∶5-3∶3∶1∶10的堿性溶液、二甲基丙醇、添加劑和去離子水中，在45-85℃下腐蝕1-5分鐘后取出，蝕刻出四面方錐體結構(表面為(1、1、1)晶面)制絨，結構高度為5-12微米，之后常溫下去離子水洗；

(4)將上述制絨后的硅片再次經步驟(1)完成清洗，放入體積比為1∶2∶3-1∶2∶4的氫氟酸、硝酸或鹽酸和去離子水中，在5-30℃下腐蝕5-30秒后取出，使得絨面光滑圓整，之后常溫下去離子水洗；

(5)將上述絨面光滑圓整后的硅片用體積比為1∶1∶5-1∶1∶10的鹽酸、雙氧水和去離子水進行酸洗，在45-85℃下清洗30-150秒后取出，之后常溫下去離子水洗；

(6)將上述經酸洗的硅片放入體積比為1∶1-1∶9的氫氟酸和去離子水中，在15-35℃下腐蝕10-50秒后取出，去除硅片表面氧化層，之后常溫下去離子水洗；

(7)最后將上述硅片從水中以1-5毫米/秒的速度提拉，于50-100℃烘干。

所述步驟(1)中的氨水的質量分數為10-30％，雙氧水的質量分數為10-40％。

所述步驟(2)中的氫氧化鉀溶液的質量分數為20-50％。

所述步驟(3)中的堿性溶液為氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液，質量分數為20-50％。

所述步驟(3)中的添加劑為摻雙氧水的醇類添加劑。

所述步驟(4)中的氫氟酸的質量分數為10-60％，硝酸或鹽酸的質量分數為10-60％。

所述步驟(5)中的鹽酸的質量分數為15-35％，雙氧水的質量分數為15-35％。

所述步驟(6)中的氫氟酸的質量分數為10-50％。

有益效果