[發明專利]一種晶體硅太陽能電池的絨面結構的制備方法

有效

• 申請號: 201510401535.4
• 申請日: 2015-07-09
• 公開（公告）號: CN104979430A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 鄒帥;王栩生;邢國強
• 申請（專利權）人: 蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司;鹽城阿特斯協鑫陽光電力科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0236
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 陸金星

技術領域

本發明涉及一種晶體硅太陽能電池的絨面結構的制備方法，屬于太陽能電池技術領域。

背景技術

隨著太陽能電池組件的廣泛應用，光伏發電在新能源中越來越占有重要比例，獲得了飛速發展。目前商業化的太陽電池產品中，晶體硅（單晶和多晶）太陽電池的市場份額最大，一直保持85%以上的市場占有率。

目前，在太陽電池的生產工藝中，硅片表面的絨面結構可以有效地降低太陽電池的表面反射率，是影響太陽電池光電轉換效率的重要因素之一。為了在晶體硅太陽能電池表面獲得好的絨面結構，以達到較好的減反射效果，人們嘗試了許多方法，常用的包括機械刻槽法、激光刻蝕法、反應離子刻蝕法（RIE）、化學腐蝕法（即濕法腐蝕）等。其中，機械刻槽方法可以得到較低的表面反射率，但是該方法造成硅片表面的機械損傷比較嚴重，而且其成品率相對較低，故而在工業生產中使用較少。對于激光刻蝕法，是用激光制作不同的刻槽花樣，條紋狀和倒金字塔形狀的表面都已經被制作出來，其反射率可以低至8.3%，但是由其制得的電池的效率都比較低，不能有效地用于生產。RIE方法可以利用不同的模版來進行刻蝕，刻蝕一般是干法刻蝕，可以在硅片表面形成所謂的“黑硅”結構，其反射率可以低至7.9%，甚至可以達到4%，但是由于設備昂貴，生產成本較高，因此在工業成產中使用較少。而化學腐蝕法具有工藝簡單、廉價優質、和現有工藝好兼容等特點，成為了現有工業中使用最多的方法。

目前，采用濕法腐蝕的晶體硅太陽能電池的絨面結構一般呈微米級。目前的常規做法仍是進一步降低其表面反射率。中國發明專利申請CN101573801A公開了一種太陽能電池的制造方法，其主要包括如下步驟：(1)?將硅基板浸漬在含有金屬離子的氧化劑金額氫氟酸的混合液中，在該硅基板表面形成多孔質層；(2)?將上述硅基板表面浸漬在以氫氟酸和硝酸為主的混合液中進行刻蝕而形成紋理。

然而，上述制備方法制得的電池片的轉換效率較低，并不能滿足工業化生產的需要。

因此，開發一種新的晶體硅太陽能電池的絨面結構的制備方法，進一步降低絨面結構的表面反射率，提高電池片轉換效率，是本領域的研發方向之一。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種晶體硅太陽能電池的絨面結構的制備方法。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種晶體硅太陽能電池的絨面結構的制備方法，包括如下步驟：

(1)?采用金屬催化腐蝕的方法制備絨面結構，腐蝕溫度為8~80℃，處理時間為10~1000秒；

(2)?絨面微結構一步修正刻蝕：將帶有絨面結構的硅片放入化學腐蝕液中進行微結構修正刻蝕；

所述化學腐蝕液選自以下溶液中的一種：NaOH溶液、KOH溶液、NaOH和NaClO的混合堿溶液。

與之相應的另一種技術方案，一種晶體硅太陽能電池的絨面結構的制備方法，包括如下步驟：

(1)?采用金屬催化腐蝕的方法制備絨面結構，腐蝕溫度為8~80℃，處理時間為10~1000秒；

(2)?絨面微結構二步修正刻蝕：將帶有絨面結構的硅片放入化學腐蝕液中進行微結構修正刻蝕；

(a)?將帶有絨面的硅片放入酸性化學腐蝕液中進行微結構修正刻蝕；

所述酸性化學腐蝕液為H₂CrO₄和HF的混合酸溶液；

(b)?將帶有絨面的硅片放入堿性化學腐蝕液中進行微結構修正刻蝕；

所述堿性化學腐蝕液選自以下溶液中的一種：NaOH溶液、KOH溶液、四甲基氫氧化銨溶液、NaOH和NaClO的混合堿溶液、四甲基氫氧化銨溶液。

上述技術方案中，所述金屬催化腐蝕的方法如下：將硅片放入含有氧化劑以及金屬鹽的氫氟酸溶液中，在硅片表面形成納米級絨面結構；其中，腐蝕溫度為8~80℃，處理時間為10~1000秒。

或者，所述金屬催化腐蝕的方法如下：(a)?先將硅片放入含有金屬離子的溶液中浸泡，使硅片表面涂覆一層金屬納米顆粒；(b)?然后用化學腐蝕液腐蝕硅片表面，形成納米級絨面結構；所述化學腐蝕液為含有氧化劑的氫氟酸溶液；

其中，步驟(b)中的腐蝕溫度為8~80℃，處理時間為10~1000秒。

優選的，所述腐蝕溫度為20~35℃，處理時間為20~200秒。

上述技術方案中，所述溶液中金屬離子的濃度大于6E^-5?mol/L。

上述技術方案中，所述步驟(a)中含有金屬離子的溶液可以為含有金屬離子的HF溶液。