CN102330156A - 太阳能电池中多晶硅腐蚀液及多晶硅腐蚀工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池中多晶硅腐蚀液，特征是，包括以下组份，其组份比例按重量份数计：氢氟酸6～7份、硝酸64～68份、去离子水26～28份。一种太阳能电池中多晶硅的腐蚀工艺，特征是，包括以下步骤：将去离子水注入到腐蚀槽中，将氢氟酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中，然后将硝酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中；开启腐蚀槽的冷却系统，使得腐蚀槽中的液体循环降温，循环时间为10～15分钟，直至腐蚀槽中液体的温度到达4～8℃，即得到腐蚀液；将多晶硅片放到腐蚀液中进行腐蚀，腐蚀时间为280～320s。本发明缩短了腐蚀时间，改善了多晶腐蚀效果，硅片绒面均匀，细密连续；表面干净一致性好，无黑线；电池片的转化效率和质量提高。

Description

太阳能电池中多晶硅腐蚀液及多晶硅腐蚀工艺
技术领域
 本发明涉及一种太阳能电池中多晶硅腐蚀液及多晶硅腐蚀工艺，尤其是一种多晶硅太阳能电池制造过程中的制绒工序使用的腐蚀液及制绒工艺，属于光伏技术领域。
背景技术
太阳能发电作为2000年代经济展望中最具决定性影响的五个技术领域之一的新能源和可再生能源中的一种，由于其具有环保、节能、高效以及取之不尽、用之不竭等特点，已成为新能源中最受瞩目的能源。因此，着力加强对太阳能电池等光伏产业的研究开发，不断提高光电转换效率、降低成本成为企业在今后激烈的市场竞争中取胜、不断推动光伏产业技术进步和更大规模推广应用的关键，而多晶硅太阳能电池慢慢的成为光伏行业的主流，为了提高企业在市场的竞争力，提高多晶硅太阳能电池转化效率迫在眉睫。因此把硅片表面织构化，利用多晶硅在氢氟酸和硝酸的混合液中反应这一特性，在硅片表面形成均匀的绒面是提高太阳能电池转化效率的一种重要途径。
制绒工序是太阳能电池制造过程中最难控制的环节，它直接和间接的影响扩散，PECVD（等离子体增强化学气相沉积）和丝网烧结等工序，因此不断的改进制绒工艺，控制好绒面的质量是提高太阳能电池转换效率的关键。然而由于硅片本身的质量问题和槽式制绒设备的局限性等原因给制绒工序带来了很多麻烦，经常出现表面发亮，表面不干净，表面有黑线等不良的现象，使得生产不能正常运行，做出来的电池片色差严重，转化效率低，产品的合格率不高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种太阳能电池中多晶硅腐蚀液及多晶硅腐蚀工艺，使硅片在腐蚀后表面一致性好、表面无黑线、表面干净，最终提高电池片的合格率和光电转化效率。
按照本发明提供的技术方案，一种太阳能电池中多晶硅腐蚀液，特征是，包括以下组份，其组份比例按重量份数计：氢氟酸6～7份、硝酸64～68份、去离子水26～28份；
将去离子水注入制绒槽中，加入氢氟酸、硝酸循环冷却后即为腐蚀液。
一种太阳能电池中多晶硅的腐蚀工艺，特征是，包括以下步骤，其组份比例按重量份数计：
将26～28份去离子水注入到腐蚀槽中，将6～7份氢氟酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中，然后将64～68份硝酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中；开启腐蚀槽的冷却系统，使得腐蚀槽中的液体循环降温，循环时间为10～15分钟，直至腐蚀槽中液体的温度到达4～8℃，即得到腐蚀液；将多晶硅片放到腐蚀液中进行腐蚀，腐蚀时间为280～320s。
本发明与传统工艺相比具有以下的优点：
1、本发明缩短了腐蚀时间，由以前的7分钟缩短到现在的5分钟，这样一次清洗车间的日产量得到了大幅度的提高； 
2、多晶腐蚀效果得到了明显的改善，硅片经过此溶液的腐蚀，形成了均匀，细密而又连续的绒面；
3、表面干净而一致性好，表面无黑线；
5、电池片的转化效率和质量都比传统工艺有很大的提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：一种太阳能电池中多晶硅腐蚀液，采用以下方法制备，其组份比例按重量份数计：
将26份去离子水注入到腐蚀槽中，将6份氢氟酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中，然后将64份硝酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中；开启腐蚀槽的冷却系统，使得腐蚀槽中的液体循环降温，循环时间为10分钟，直至腐蚀槽中液体的温度到达8℃，即得到腐蚀液；将200片多晶硅片放到8℃的腐蚀液中进行腐蚀，腐蚀时间为280s，在常温下进行。此时多晶硅片表面干净且一致性好，表面无黑线，绒面较均匀连续而细密，多晶硅片减重0.4g，按照此方法制绒后做成多晶电池片的转化效率为16.6%。
实施例二：一种太阳能电池中多晶硅腐蚀液，采用以下方法制备，其组份比例按重量份数计：
将27份去离子水注入到腐蚀槽中，将7份氢氟酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中，然后将66份硝酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中；开启腐蚀槽的冷却系统，使得腐蚀槽中的液体循环降温，循环时间为12分钟，直至腐蚀槽中液体的温度到达6℃，即得到腐蚀液；将200片多晶硅片放到6℃的腐蚀液中进行腐蚀，腐蚀时间为300s，在常温下进行。此时表面干净且一致性好，表面无黑线，绒面较均匀连续而细密，硅片的减重0.42g，按照此方法制绒后做成多晶电池片的转化效率为16.69%。
采用实施例二的腐蚀液和方法进行腐蚀得到的多晶硅片的制绒效果与采用传统工艺进行制绒的多晶硅片的制绒效果比较，如表1所示。
表1
  制绒时间 制绒效果
实施例二 300s 绒面均匀、连续，表面干净，无黑绒，一致性好
传统工艺 420s 绒面不均匀、表面一致性差且黑线较重
实施例三：一种太阳能电池中多晶硅腐蚀液，采用以下方法制备，其组份比例按重量份数计：
将28份去离子水注入到腐蚀槽中，将6.5份氢氟酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中，然后将68份硝酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中；开启腐蚀槽的冷却系统，使得腐蚀槽中的液体循环降温，循环时间为15分钟，直至腐蚀槽中液体的温度到达4℃，即得到腐蚀液；将200片多晶硅片放到4℃的腐蚀液中进行腐蚀，腐蚀时间为320s，在常温下进行。此时表面干净且一致性好，表面无黑线，绒面较均匀连续而细密，硅片的减重0.44g，按照此方法制绒后做成多晶电池片的转化效率为16.58%。
采用本发明所述的腐蚀液和方法进行腐蚀得到的多晶硅片做成的电池片与采用传统工艺进行制绒的多晶硅片做成的电池片的电性能参数比较，如表2所示。
表2
  UOC ISC RS RSh FF NCell Irev2
实施例一 0.615V 8.508A 3.35mohm 120.65ohm 77.21% 16.62% 0.432A
实施例二 0.616V 8.518A 3.25mohm 130.22ohm 77.41% 16.69% 0.332A
实施例三 0.615V 8.510A 3.25mohm 110.35ohm 77.38% 16.58% 0.402A
传统工艺 0.6140V 8.43A 3.36mohm 89.69ohm 77.31% 16.42% 0.428A
表2中UOC为电池片的开路电压，ISC为电池片的短路电流，RS为电池片的串连电阻，RSh为电池片的并联电阻，FF为电池片的填充因子，Ncell为电池片的转化效率，Irev2为在12V的反向电压下，电池片的漏电流。
从表2可知，本发明实施例一腐蚀出的多晶硅片做成的电池片的转化效率比传统工艺的电池片提高了0.2%。

Claims (2)

1. 一种太阳能电池中多晶硅腐蚀液，其特征是，包括以下组份，其组份比例按重量份数计：氢氟酸6～7份、硝酸64～68份、去离子水26～28份；
将去离子水注入制绒槽中，加入氢氟酸、硝酸循环冷却后即为腐蚀液。
2.一种太阳能电池中多晶硅的腐蚀工艺，其特征是，包括以下步骤，其组份比例按重量份数计：
将26～28份去离子水注入到腐蚀槽中，将6～7份氢氟酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中，然后将64～68份硝酸沿腐蚀槽壁缓缓的倒入腐蚀槽中；开启腐蚀槽的冷却系统，使得腐蚀槽中的液体循环降温，循环时间为10～15分钟，直至腐蚀槽中液体的温度到达4～8℃，即得到腐蚀液；将多晶硅片放到腐蚀液中进行腐蚀，腐蚀时间为280～320s。
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