CN102034900A - 一种准单晶硅片的制绒方法 - Google Patents

一种准单晶硅片的制绒方法 Download PDF

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黄新明
钟根香
王松
李志辉
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Donghai Jing'ao Solar Technology Co Ltd
DONGHAI JINGLONG JINGGUI PHOTOVOLTAIC MATERIAL RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Jingao Solar Co Ltd
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Donghai Jing'ao Solar Technology Co Ltd
DONGHAI JINGLONG JINGGUI PHOTOVOLTAIC MATERIAL RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Ja Solar Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种准单晶硅片的制绒方法，对以(100)晶粒为主的准单晶硅片进行先酸制绒后碱制绒的制绒工艺，并根据准单晶硅片中(100)晶粒的所占面积的比例，调节酸、碱制绒的程度，以达到最好的综合制绒效果。该方法工艺简单，整体制绒效果好。

Description

一种准单晶硅片的制绒方法
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种准单晶硅片的制绒方法。
背景技术
制绒是制备具有减少反射功能的硅表面的方法，在硅太阳能电池的制作过程中，一般都采用制绒的方式将硅片表面织构化，利用表面的陷光作用促进太阳光的吸收，提高电池的转换效率。
单晶硅具有低缺陷、高转换效率等特点，特别是碱制绒方法的广泛应用使得单晶硅电池片更具优势，该制绒方法形成的金字塔型织构化表面使入射光多次反射，大大加强了光的吸收，提高了转换效率。早在上世纪70年代，各向异性碱腐蚀法就已经被成功应用，并一直沿用至今天，通过该方法形成的绒面，可以将硅片表面的反射率大大降低，且工艺成本很低，在工业上有成熟的应用。
相对于单晶硅，多晶硅具有低成本的突出优势，在近年来的太阳能电池市场中占有着较大的比例。但是多晶硅中晶粒取向具有随机性，且存在大量晶界及缺陷，作为电池的基体材料，质量不及单晶硅。另一方面，由于多晶硅片中各晶粒的取向不一，在后续电池片制作过程中，不能使用综合效益很好的碱制绒方法。在生产中，对于多晶硅一般采用各向同性的酸制绒方式，通过改进已经能起到较好的织构化效果，但是跟以上的碱制绒相比，还是存在较大差距。目前，多晶硅太阳能电池的转换效率较单晶硅电池约低1.5～2％。
在太阳能电池产业当中，单晶、多晶硅各自存在着其明显的优势及劣势，用多晶铸锭的方法生产准单晶硅是一种能将单晶、多晶优势相结合的方法。近年来，已经陆续出现相关的报道。通过上述铸锭方法制作的准单晶硅片，由于长晶控制及切割位置等的影响，在硅片中除了(100)晶面，通常还会不可避免地出现部分其他晶向的晶粒，即为随机生长的多晶晶粒。对于这类硅片的电池片制作，制绒工艺需结合单晶、多晶制绒的优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种准单晶硅片的制绒方法，该方法工艺简单，制绒效果好。
为达到上述目的，本发明提供的一种准单晶硅的制绒方法，对以(100)晶粒为主的准单晶硅片进行先酸制绒后碱制绒的制绒工艺，并根据准单晶硅片中(100)晶粒的所占面积的比例，调节酸、碱制绒的程度，以达到最好的综合制绒效果。
本发明所述的酸优选为HF和HNO3的混合酸溶液，其体积百分含量优选为50％-80％。
上述HF和HNO3的体积比优选为1∶1-4。
本发明酸制绒时的温度优选为2-15℃。
本发明经上述酸制绒后的准单晶硅片的腐蚀深度为1-15μm。
本发明所述的碱优选为NaOH或KOH溶液，其重量百分含量为1-5％。
本发明上述碱制绒时的温度为70-90℃。
本发明经酸、碱制绒后的准单晶硅的腐蚀深度为2-30μm。
本发明的优点是：对于含(100)晶粒的硅片，可根据(100)晶粒在硅片中的面积比例调整酸碱制绒的程度，使得整体制绒效果最佳。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，以下试剂如无特殊说明均为市售。
实施例1
实验所采用的硅片为156×156的P型准单晶硅片，(100)晶粒面积约占整个硅片面积的2/3。
酸制绒：选择HF、HNO3与水配制混合溶液，混合酸的体积百分含量为68％，HF与HNO3的体积比为1∶3，制绒温度为7℃，调节制绒时间使硅片的腐蚀深度为7.5-8.5μm，清洗后吹干。
碱制绒：将经过以上酸制绒的硅片放入NaOH碱溶液中进行进一步碱制绒，溶液中碱的重量百分含量2％，还可以在碱溶液中加入添加剂，以改善制绒效果；加热至80℃，通过时间控制调节碱制绒的腐蚀深度为6.5-7μm。
经以上制绒工艺得到的硅片，(100)晶粒的平均反射率约为11-14％，其它晶粒的反射率约为22-25％。最终电池片的转换效率为17.2％-17.5％。
实施例2
实验所采用的硅片为156×156的P型准单晶硅片，(100)晶粒面积基本占据整个硅片3/4。
酸制绒：选择HF、HNO3与水配制混合溶液，混合酸的体积百分含量为70％，HF与HNO3的体积比为1∶2.5，制绒温度为8℃，通过时间控制使腐蚀深度为5-6μm，清洗后吹干。
碱制绒：将经过以上酸制绒的硅片放入KOH碱溶液中进行进一步碱制绒，溶液中碱的重量百分含量为2％，加入添加剂以改善制绒效果，加热至80℃，通过时间控制使腐蚀深度为8-9μm。
经以上制绒工艺得到的硅片，(100)晶粒的反射率小于11-13％，其它晶粒的反射率约为23-26％。最终电池片的转换效率为17.3％-17.7％，与生产线中单晶的效率相当。
实施例3
实验所采用的硅片为156×156的P型准单晶硅片，(100)晶粒面积基本占据整个硅片，小面积其它晶粒(少于1/5)。
酸制绒：选择HF、HNO3与水配制混合溶液，混合酸溶液的体积百分含量为75％，HF与HNO3的体积比为1∶3，制绒温度为8℃，通过时间控制使腐蚀深度为3-4μm，清洗后吹干。
碱制绒：将经过以上酸制绒的硅片放入KOH碱溶液中进行进一步碱制绒，溶液中碱的重量百分含量为2％，并加入添加剂以达到较好的制绒效果，加热至80℃，通过时间控制使腐蚀深度为8-9μm。
经以上制绒工艺得到的硅片，(100)晶粒的反射率小于12％，其它晶粒的反射率约为23-26％。最终电池片的转换效率为17.5％-17.9％，与生产线中单晶的效率相当。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种准单晶硅片的制绒方法，其特征是：对以(100)晶粒为主的准单晶硅片采用先酸制绒后碱制绒的制绒工艺，并根据准单晶硅片中(100)晶粒所占面积比例，调节酸、碱制绒的程度进行综合制绒。
2.根据权利要求1所述的准单晶硅片的制绒方法，其特征是：所述酸为HF和HNO3的混合酸溶液，其体积百分含量为50％-80％。
3.根据权利要求2所述的准单晶硅片的制绒方法，其特征是：所述混合酸溶液中HF和HNO3的体积比为1∶1-4。
4.根据权利要求1-3任一项所述的准单晶硅片的制绒方法，其特征是：酸制绒时的温度为2-15℃。
5.根据权利要求4所述的准单晶硅片的制绒方法，其特征是：经酸制绒后的准单晶硅片的腐蚀深度为1-15μm。
6.根据权利要求1所述的准单晶硅片的制绒方法，其特征是：所述碱为NaOH或KOH溶液，其重量百分含量为1-5％。
7.根据权利要求6所述的准单晶硅片的制绒方法，其特征是：碱液制绒时的温度为70-90℃。
8.根据权利要求1或6或7所述的准单晶硅片的制绒方法，其特征是：经酸、碱制绒后的准单晶硅的腐蚀深度为2-30μm。
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