CN101908576A - 一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法 - Google Patents

一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101908576A
CN101908576A CN2009100990227A CN200910099022A CN101908576A CN 101908576 A CN101908576 A CN 101908576A CN 2009100990227 A CN2009100990227 A CN 2009100990227A CN 200910099022 A CN200910099022 A CN 200910099022A CN 101908576 A CN101908576 A CN 101908576A
Authority
CN
China
Prior art keywords
monocrystalline silicon
textured surface
solar cell
sheet surface
alkali
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009100990227A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101908576B (zh
Inventor
胡本和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2009100990227A priority Critical patent/CN101908576B/zh
Publication of CN101908576A publication Critical patent/CN101908576A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101908576B publication Critical patent/CN101908576B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法，属于太阳能电池制造领域，现有技术存在材料重复利用率极低、生产成本高以及制得的绒面覆盖率低、角锥体分布不均匀的缺陷，本发明利用含1％～3％的碱与3％～5％的缓冲剂的混合水溶液在75～90℃的范围内对单晶硅片表面进行腐蚀，时间为20到25分钟，利用单晶硅片晶体在碱溶液中各向异性的腐蚀原理对单晶硅片表面进行织构化，制作金字塔形状的绒面；所述的缓冲剂为RfCH2CH2O(CH2CH2O)xH，其中Rf＝F(CF2CF2)y，x＝0～15，y＝1～7。大大提高溶液的使用寿命，使生产成本降低；工艺时间短；制绒重复性好；制得的绒面覆盖率高；角锥体分布均匀。

Description

一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法
技术领域
本发明属于太阳能电池制造领域，具体涉及一种单晶太阳能电池的绒面制作方法。
背景技术
为了提高单晶太阳能电池的转换效率，一般用碱和异丙醇的混合溶液对单晶硅片表面进行腐蚀，是单晶硅片表面形成金字塔形状的角锥体，用来增加太阳能电池的表面积和对阳光的利用率。现阶段，在太阳能电池工业中最常用的腐蚀溶液是氢氧化钠和异丙醇的混合溶液，异丙醇在高温下的挥发度极高，重复利用率极低，使生产成本增加。尤其是现有制绒工艺制作的绒面覆盖率低(如图1)，角锥体分布不均匀。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术存在的材料重复利用率极低、生产成本高以及制得的绒面覆盖率低、角锥体分布不均匀的缺陷，提供一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法。为此，本发明采用以下技术方案：
一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法，其特征是包括以下步骤：
(1)超声波清洗用水溶性清洗剂去除单晶硅片表面的颗粒杂质和油污；
(2)制绒利用含1％～3％的碱与3％～5％的缓冲剂的混合水溶液在75～90℃的范围内对单晶硅片表面进行腐蚀，时间为20到25分钟，利用单晶硅片晶体在碱溶液中各向异性的腐蚀原理对单晶硅片表面进行织构化，制作金字塔形状的绒面；
所述的缓冲剂为RfCH2CH2O(CH2CH2O)xH，其中Rf＝F(CF2CF2)y，x＝0～15，y＝1～7。
所述碱为NaOH或/和KOH。
本发明的有益效果是：
1)改变传统工艺中的缓冲剂，会大大提高溶液的使用寿命，可以使用24小时不换液，使生产成本降低。
2)工艺时间短，10～20分钟。
3)制绒重复性好。
4)制得的绒面覆盖率高，绒面覆盖面积99％以上；角锥体分布均匀。
附图说明
图1为现有方法制得的绒面分布状态示意图。
图2为本发明方法制得的绒面分布状态示意图。
图3实施本发明方法时绒面在三个时间点的状态示意图。
图4为单晶硅片的减薄量随本发明方法的缓冲剂的浓度变化曲线。
具体实施方式
以下对本发明做进一步说明。
本发明的单晶硅太阳能电池的绒面制作方法，其根本构思是包括以下步骤：
(1)超声波清洗用水溶性清洗剂去除单晶硅片表面的颗粒杂质和油污；
(2)制绒利用含1％～3％的碱与3％～5％的缓冲剂的混合水溶液在75～90℃的范围内对单晶硅片表面进行腐蚀，时间为20到25分钟，利用单晶硅片晶体在碱溶液中各向异性的腐蚀原理对单晶硅片表面进行织构化，制作金字塔形状的绒面；
所述的缓冲剂为RfCH2CH2O(CH2CH2O)xH，其中Rf＝F(CF2CF2)y，x＝0～15，y＝1～7，该缓冲剂，可以从市场上购得[如杜邦(Dupont)公司的
Figure B2009100990227D0000023
FSO-100氟表面活性剂]，为叙述方便，下文称为FSO-100。
所述碱为NaOH或/和KOH。
以下对本发明根本构思进行剖析。
一、实验原理：
整个绒面的关键步骤的化学反应式如下：
Si+OH-+H2O→H2↑+SiO3 -
单晶硅片碱制绒利用的是晶体硅在碱溶液中的各向异性性质来进行表面织构化的。各向异性即为晶体硅中<100>晶向与<111>晶向在低温低浓度碱溶液中腐蚀速率不同。在低温低浓度的碱溶液中，<100>晶向比<111>晶向的腐蚀速率大，从而形成了以<111>晶向为主的金字塔结构。
二、对比试验：
取生产用的125mmx125mm单晶硅片，分别用传统工艺(氢氧化钠和异丙醇的混合溶液)和本发明(氢氧化钠和FSO-100混合溶液)对单晶硅片进行制绒。
传统的制绒方法包括以下基本步骤：
1、超声波清洗配合水溶性清洗剂去除单晶硅片表面的颗粒杂质和油污；
2、去损伤利用5％到10％的NaOH或者KOH溶液在75～90℃的范围内去除单晶硅片表面的由线切割造成的机械损伤层；
3、制绒利用1％～3％的NaOH或者KOH溶液在75℃到90℃的范围内，配合IPA(异丙醇)缓冲剂对单晶硅片表面进行腐蚀，利用晶体在碱溶液中各向异性的腐蚀原理对单晶硅片表面进行织构化，制作金字塔形状的绒面，时间为30到50分钟。
本发明考虑到现在市场上提供的单晶硅片的厚度都偏薄(约180微米)，为使后道烧结工艺有较大的调节窗口，省去了第二步去损伤工艺，将清洗好的单晶硅片直接制绒，这样能够保证电池片的厚度。
对制绒后的单晶硅片用金相显微镜进行观察，结果传统工艺制作的绒面(如图1)没有本发明的制绒工艺制作的绒面(如图2)覆盖率高，角锥体也没有本发明的均匀。
三、FSO-100在制绒过程中的作用
将清洗好的单晶硅片投入到浓度为1～3％的NaOH或者KOH溶液中，温度为75～90℃，FSO-100的浓度由0％逐渐增加到10％，反应时间为25分钟。单晶硅片表面的绒面变化如图3所示，绒面覆盖率渐高，角锥体也越来越均匀。
当溶液中不含FSO-100时候，单晶硅片在氢氧化钠溶液中反应非常剧烈，反应产生的氢气一直附着在单晶硅片表面得不到释放，制绒后单晶硅片表面的绒面很少而且很不均匀，有氢气附着的地方表现为反应不完全，出现白色斑点，斑点周围则出现发亮现象，说明反应已经将角锥体抛光，单晶硅片被腐蚀掉的厚度(以下称减薄量)约为50微米。在加入浓度约为1％的FSO-100以后，单晶硅片表面绒面的覆盖率增加，单晶硅片的减薄量在30微米，反应时单晶硅片表面的氢气附着量明显减少。当FSO-100浓度超过5％以后，单晶硅片的减薄量反而明显增加，绒面覆盖率下降。其趋势如图4所示。
从图4中可以看出，当FSO-100浓度在3％～5％之内变化时，单晶硅片表面绒面覆盖率和单晶硅片减薄量达到最佳。
FSO-100在制绒过程中主要起到两个作用：一为减缓硅与氢氧化钠的反应速度；二为释放单晶硅片表面由于反应产生的氢气。
利用FSO-100作为缓冲剂与氢氧化钠溶液混合制绒，相对现有方法，其区别在于：
1)用FSO-100取代传统工艺中的IPA(异丙醇)；
2)工艺时间短，10-20分钟；
3)延长制绒溶液的使用寿命，可以使用24小时不换液；
4)制绒重复性好，绒面覆盖面积99％以上。
5)能够将角锥体制作得更加细小、均匀，更加适合于大批量生产。

Claims (2)

1.一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法，其特征是包括以下步骤：
(1)超声波清洗用水溶性清洗剂去除单晶硅片表面的颗粒杂质和油污；
(2)制绒利用含1％～3％的碱与3％～5％的缓冲剂的混合水溶液在75～90℃的范围内对单晶硅片表面进行腐蚀，时间为20到25分钟，利用单晶硅片晶体在碱溶液中各向异性的腐蚀原理对单晶硅片表面进行织构化，制作金字塔形状的绒面；
所述的缓冲剂为RfCH2CH2O(CH2CH2O)xH，其中Rf＝F(CF2CF2)y，x＝0～15，y＝1～7。
2.根据权利要求1所述的一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法，其特征是所述碱为NaOH或/和KOH。
CN2009100990227A 2009-06-04 2009-06-04 一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法 Expired - Fee Related CN101908576B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100990227A CN101908576B (zh) 2009-06-04 2009-06-04 一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100990227A CN101908576B (zh) 2009-06-04 2009-06-04 一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101908576A true CN101908576A (zh) 2010-12-08
CN101908576B CN101908576B (zh) 2013-09-04

Family

ID=43263966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100990227A Expired - Fee Related CN101908576B (zh) 2009-06-04 2009-06-04 一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101908576B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168315A (zh) * 2011-03-14 2011-08-31 中节能太阳能科技（镇江）有限公司 一种单晶硅太阳能电池表面织构化方法
CN102312294A (zh) * 2011-09-08 2012-01-11 浙江向日葵光能科技股份有限公司 一种用于单晶硅片碱制绒的添加剂及其使用方法
CN102522458A (zh) * 2011-12-28 2012-06-27 浙江鸿禧光伏科技股份有限公司 一种单晶色斑片返工方法
CN102653887A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 无锡尚德太阳能电力有限公司 油污晶体硅片的处理方法及制绒方法
RU2501057C1 (ru) * 2012-06-09 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" Способ обработки поверхности монокристаллического кремния ориентации (111)
CN104022190A (zh) * 2014-06-23 2014-09-03 北京工业大学 一种在碱溶液中利用飞秒激光制备黑硅的方法
CN106601862A (zh) * 2015-10-15 2017-04-26 钧石(中国)能源有限公司 一种降低单晶硅异质结太阳能电池片反射率的制绒方法
EA029937B1 (ru) * 2015-12-30 2018-05-31 Белорусский Государственный Университет (Бгу) Способ обработки поверхности монокристаллического кремния

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5014553B2 (ja) * 2000-06-26 2012-08-29 アグフア−ゲヴエルト，ナームローゼ・フエンノートシヤツプ ポリチオフェンを含む再分散可能なラテックス
CN101323955B (zh) * 2008-02-27 2010-11-03 苏州苏电微电子信息化学品研发中心有限公司 单晶硅太阳能电池表面处理用的制绒剂及其制造方法
CN101431124A (zh) * 2008-12-10 2009-05-13 宁波尤利卡太阳能科技发展有限公司 单晶硅太阳电池绒面的制备方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102653887A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 无锡尚德太阳能电力有限公司 油污晶体硅片的处理方法及制绒方法
CN102168315A (zh) * 2011-03-14 2011-08-31 中节能太阳能科技（镇江）有限公司 一种单晶硅太阳能电池表面织构化方法
CN102168315B (zh) * 2011-03-14 2012-11-21 中节能太阳能科技（镇江）有限公司 一种单晶硅太阳能电池表面织构化方法
CN102312294A (zh) * 2011-09-08 2012-01-11 浙江向日葵光能科技股份有限公司 一种用于单晶硅片碱制绒的添加剂及其使用方法
CN102312294B (zh) * 2011-09-08 2013-11-06 浙江向日葵光能科技股份有限公司 一种用于单晶硅片碱制绒的添加剂及其使用方法
CN102522458A (zh) * 2011-12-28 2012-06-27 浙江鸿禧光伏科技股份有限公司 一种单晶色斑片返工方法
RU2501057C1 (ru) * 2012-06-09 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" Способ обработки поверхности монокристаллического кремния ориентации (111)
CN104022190A (zh) * 2014-06-23 2014-09-03 北京工业大学 一种在碱溶液中利用飞秒激光制备黑硅的方法
CN106601862A (zh) * 2015-10-15 2017-04-26 钧石(中国)能源有限公司 一种降低单晶硅异质结太阳能电池片反射率的制绒方法
EA029937B1 (ru) * 2015-12-30 2018-05-31 Белорусский Государственный Университет (Бгу) Способ обработки поверхности монокристаллического кремния

Also Published As

Publication number Publication date
CN101908576B (zh) 2013-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101908576B (zh) 一种单晶硅太阳能电池的绒面制作方法
CN101423942B (zh) 一种制备单晶硅绒面的碱腐蚀溶液及方法
CN101962811B (zh) 一种单晶硅片制绒液及其用于制绒的方法
CN102703989B (zh) 类单晶太阳能电池制绒工艺
US8329046B2 (en) Methods for damage etch and texturing of silicon single crystal substrates
CN102593268B (zh) 采用绒面光滑圆整技术的异质结太阳电池清洗制绒方法
CN101570897A (zh) 一种用于单晶硅绒面制备的腐蚀液及单晶硅绒面的制备方法
CN101323955A (zh) 单晶硅太阳能电池表面处理用的制绒剂及其制造方法
CN102220645B (zh) 一种金刚线切割硅片的制绒方法
CN101818348A (zh) 一步法制备单晶硅太阳能电池绒面的方法
CN102005504A (zh) 可提高太阳电池转化效率的硅片制绒方法
CN104934339A (zh) 一种晶体硅片位错检测方法
CN105951184A (zh) 一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法
CN103668466A (zh) 一种多晶硅片制绒液及制绒方法
CN103924305B (zh) 一种准单晶硅片绒面的制备方法
CN107287597A (zh) 单晶硅表面处理用的制绒剂及其制作方法和使用方法
CN110524398A (zh) 一种用于晶体硅酸性抛光的添加剂及酸性抛光方法
CN104393104B (zh) 一种用于hit太阳电池织构的处理技术
CN102277574B (zh) 单晶硅太阳电池及其的腐蚀液、制绒方法和制备方法和光伏组件
CN204167329U (zh) 冶金多晶硅太阳能电池片及太阳能电池板
CN114192489A (zh) Lpcvd石英舟的清洗方法
CN105826410A (zh) 一种消除金刚线切割痕迹的多晶硅制绒方法
Liu et al. Study on a novel fixed and free abrasive combined wire sawing multi-crystalline silicon wafers for wet acid texturization
CN108847432A (zh) 一种用于多晶硅金刚线切片的制绒工艺
CN101414641A (zh) 一种太阳能电池绒面结构及制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130904

Termination date: 20140604