[發明專利]晶硅片微納濁透復合絨面的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202010152376.X
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111146313A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 盧璋;邱仲財;祖基才;黃雙枝
• 申請（專利權）人: 歐浦登（順昌）光學有限公司;歐浦登（福州）光學有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0236;B82Y40/00
• 代理公司: 福州市鼓樓區鼎興專利代理事務所(普通合伙) 35217
• 代理人: 程捷;楊慧娟

本發明公開了一種晶硅片微納濁透復合絨面的制備方法，其采用噴砂設備先在硅片表面形成微米級麻面層，而后在微米級麻面層表面進一步制造納米級麻面層，而后通過蝕刻工藝最終形成納米級麻面層完全去濁后光滑透光，微米級麻面層去蝕工序后仍留有低反射的半透明濁度層的復合絨面結構。其工藝過程簡單，微米麻面層以及納米麻面層的深度穩定可控、成型精度高，形成的微納濁透復合結構不但增大了太陽能電池片晶體硅的受光的面積，并且受光照角度影響小，能接受的斜光束大，無論是晨陽還是夕陽的微弱陽光均能有效響應，制得的太陽能電池片可水平擺放，細微的納米級透亮的淺坑十分利于吸收微弱的反射光，全方位提高了紅橙弱光利用率。

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，尤其涉及一種晶硅片微納濁透復合絨面的制備方法及其應用。

背景技術

隨著發展中國家能源消費的崛起，現有化石能源逐漸枯竭，尋求可再生能源已成為各國的共識，可再生能源包含太陽能、風能、水能等。其中的太陽能因其分布廣泛，隨處可用，因此備受各國關注。

開發太陽能電池的關鍵問題在于提高轉換效率和降低成本，對于硅系太陽能電池， 1997 年美國哈佛大學的Eric. Mazur 等人用飛秒激光脈沖在SF6和Cl2氣體環境下反復照射硅片表面時，產生一種圓錐形的尖峰狀陣列結構，具有這種結構的硅片肉眼觀察呈現黑色，故叫“黑硅”。黑硅因其獨特的陷光結構能大幅度降低晶硅電池的反射率，引起了各方重視，各國競相開發新的電池片絨面制備工藝，先后開發出了尖峰形、金字塔形（如圖1所示）、倒金字塔形、蟲洞型等各種絨面結構和制備技術。

目前主流的黑硅制備工藝為干法制絨的離子反應法（ReactiveIonEtching,RIE）及濕法制絨的金屬催化化學腐蝕法（MetalCatalyzedChemicalEtching,MCCE）。干法黑硅與濕法黑硅的差別在于：

1）干法黑硅屬于單面制備，濕法為兩面制備；

2）干法黑硅受設備參數影響較大，硬件設備投資高；

3）濕法黑硅受硅片質量及工藝條件影響較大。具體地，濕法黑硅反應過程會消耗大量的重金屬Ag，殘留過多的金屬粒子會增加后續清洗工作的負擔，且清洗不干凈將會導致表面成為載流子復合中心，電池片效率下降。

但無論是試驗室技術還是量產技術，都在片面追求降低硅片的表層反射率，目前的絨面微觀結構均存在絨面濁度高介質層不透明、絨底太深，絨峰太高、坑底坑洞太深遂，以上微結構雖然成功降低了反射率，但也造成難以對陽光進行全方位全表層吸收，發電時間短、光電轉換效率低的缺陷，而且吸收到的光生載流子復合損失大，難以流到銀漿電極；尖峰或金字塔型絨面還造成制備絨面時硅片需要耗料多，難以繼續降低厚度；而且上述結構的硅片加工難度大容易破碎，更大的缺陷為朝陽或夕陽的可見光難以照到這些絨面結構的背面或坑底，在組件安裝時面對陽光需要有傾斜角，但傾斜角大了，組件風壓大，很容易被大風摧毀。

近幾年，黑硅研究領域出現在原有金字塔等已成型的微米結構上再制作納米結構的復合絨面結構，其一定程度上會增加紅色光的吸收，減少光反射，但只要金字塔或蟲洞型結構沒有改變，朝陽、夕陽時金字塔背面和洞底依然照不到陽光，金字塔底和蟲洞底會產生光生載流子復合損失的結構缺陷也不會改變。鑒于目前硅片絨面結構的缺陷，市場需要陽光利用率更高且可以水平安裝、抗風能力強的硅系太陽能發電產品。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種晶硅片微納濁透復合絨面的制備方法。

實現本發明目的一的技術方案是：一種晶硅片微納濁透復合絨面的制備方法，其包括以下步驟：

S1: 將平均粒徑為 10～40微米的砂粒和水充分攪拌混合形成微米級水砂混合物，而后利用高壓水砂噴槍將微米級水砂混合物均勻地噴射至硅片表面直至硅片表面形成微米級麻面層；