CN102543711A - 一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法 - Google Patents

一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102543711A
CN102543711A CN2012100013619A CN201210001361A CN102543711A CN 102543711 A CN102543711 A CN 102543711A CN 2012100013619 A CN2012100013619 A CN 2012100013619A CN 201210001361 A CN201210001361 A CN 201210001361A CN 102543711 A CN102543711 A CN 102543711A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon
silicon chip
solar cell
silicon wafer
porous silicon
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.)
Pending
Application number
CN2012100013619A
Other languages
English (en)
Inventor
汪雷
谷硕实
李东升
杨德仁
王谊
景超
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.)
ZHEJIANG DACHENG NEW ENERGY CO Ltd
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
ZHEJIANG DACHENG NEW ENERGY CO Ltd
Zhejiang University ZJU
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 ZHEJIANG DACHENG NEW ENERGY CO Ltd, Zhejiang University ZJU filed Critical ZHEJIANG DACHENG NEW ENERGY CO Ltd
Priority to CN2012100013619A priority Critical patent/CN102543711A/zh
Publication of CN102543711A publication Critical patent/CN102543711A/zh
Pending legal-status Critical Current

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)
  • Weting (AREA)

Abstract

本发明提供了一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法，包括以下步骤：采用清洗液清洗硅片；将洗净的硅片放入NH4F腐蚀溶液中，在在波长为365～400nm的紫外光照射条件下，进行腐蚀反应，室温下腐蚀1～60min后，用去离子水冲洗硅片，干燥备用。本发明方法采用NH4F为腐蚀溶液，毒性小，对环境的污染程度和对人体的伤害程度都较小；采用紫外光照催化多孔硅结构生成，易于实现，成本较低；本发明方法反应条件温和，工艺参数容易控制，更容易实现工业量产，与工业生产兼容性好，适用范围广。

Description

一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳电池的制备技术领域，具体涉及一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法。
背景技术
近年来，晶体硅太阳电池的产业发展非常迅速，提高硅太阳电池转换效率与降低生产成本是太阳电池产业发展的最重要环节。提高太阳电池表面的光俘获是提高太阳电池转换效率的有效手段之一。然而由于硅表面对光的自然反射率较高，因此各种各样的硅表面织构技术便应运而生。对于单晶硅而言，在碱溶液中各向异性腐蚀制造出金字塔结构的织构技术已大规模应用于工业生产。但是具有金字塔结构的硅片表面对于波长在400～1100nm范围内的光的平均反射率仍在15％以上，且反射率变化较大，这限制了太阳电池转换效率的提升。
多孔硅被认为是降低硅太阳电池表面反射率的有效形式。目前，制造多孔硅的技术主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。电化学腐蚀需要施加额外的电场，不适合工业批量生产，且由于硅片表面电流密度不均匀，使多孔硅的均匀性较差。
公开号为CN1967881A的中国专利公开了一种硅太阳电池制造工艺步骤中在晶体硅表面生成多孔硅的方法，预先在硅片表面加工出栅格状的导电网络，再将硅片进行湿法化学腐蚀处理，该发明在硅片上制造的多孔硅分布均匀，但是该发明方法需要在硅片表面制备电导性栅格，制备过程比较复杂。
化学腐蚀所用腐蚀液一般为HF/HNO3体系，成本较高，对环境污染严重，如公开号为CN101082550A的中国专利公开了一种用于硅晶体材料缺陷显示的腐蚀液及其使用方法，采用的腐蚀液以体积百分数计，含有质量浓度为65％～68％的HNO3≥10％，质量浓度为40％的HF≥5％，且35％≤HNO3+HF≤75％，其余体积由H2O补足，使得HNO3+HF+H2O＝100％。
发明内容
本发明提供了一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法，反应条件温和，操作简单，对环境的污染程度小、成本低。
一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法，包括以下步骤：
(1)采用清洗液清洗硅片；
(2)将洗净的硅片放入NH4F腐蚀溶液中，在波长为365～400nm的紫外光照射条件下，进行腐蚀反应，室温下腐蚀1～60min后，用去离子水冲洗硅片，干燥。
所述的硅片为p型硅、n型硅或本征型硅。
所述的清洗液为去离子水、丙酮、乙醇、氢氟酸中的一种或多种，以除去硅片表面的污垢和硅片的本征氧化层。
所述的NH4F腐蚀溶液的浓度为0.1～10mol/L，有利于硅片多孔结构的生成。
所述的硅片在NH4F腐蚀溶液中进行腐蚀反应时伴随有超声振动，使腐蚀反应中产生的氢气及时排放出去，有利于反应的进一步进行。
所述的紫外光的光源距离腐蚀反应液面的垂直高度为10～500cm，使硅片表面能均匀受到紫外光的照射。
与现有技术相比，本发明具有如下显著的进步：
本发明采用NH4F为腐蚀溶液，毒性小，对环境的污染程度和对人体的伤害程度都较小；本发明方法采用紫外光照催化多孔硅结构生成，易于实现，成本较低；本发明方法反应条件温和，工艺参数容易控制，更容易实现工业量产，与工业生产兼容性好，适用范围广，也适用于已有金字塔绒面结构的硅片。
附图说明
图1为本发明实施例1硅片经腐蚀后的表面形貌图，放大倍数5000。
图2为本发明实施例1硅片经腐蚀后的表面形貌图，放大倍数20000。
图3为本发明实施例1硅片腐蚀前后的表面的反射率图。
具体实施方式
实施例1
将制备有金字塔绒面的n型硅片用去离子水超声清洗10min，再将硅片置于质量浓度为40％的氢氟酸溶液中60s去除本征氧化层，然后再次用去离子水超声清洗，甩干，将洗净的硅片置于放有浓度为0.1mol/L的NH4F腐蚀溶液的反应容器中，将反应容器置于超声机内，紫外灯置于距腐蚀反应液面10cm垂直高度处，紫外灯照射的同时超声机开始工作，紫外光波长为365nm，腐蚀时间控制在1min；反应完毕后迅速用去离子水冲洗硅片表面，干燥。
将本实施例中腐蚀后的硅片进行扫描电镜表征，表征结果如图1(放大倍数5000)、图2(放大倍数20000)所示，从图1、图2中可以看出，腐蚀后的硅片的表面具有均匀的多孔结构。
将本实施例中硅片在腐蚀前后的表面的反射率进行对比，如图3所示，从图中可见腐蚀后光反射率得到进一步降低，达到10％。
实施例2
腐蚀溶液NH4F的浓度为10mol/L，其余条件同实施例1，将本实施例中硅片在腐蚀前后的表面的反射率进行对比，腐蚀后的硅片光反射率降低了10％。
实施例3
腐蚀时间为60min，其余条件同实施例1，将本实施例中硅片在腐蚀前后的表面的反射率进行对比，腐蚀后的硅片光反射率降低了10％。

Claims (6)

1.一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用清洗液清洗硅片；
(2)将洗净的硅片放入NH4F腐蚀溶液中，在波长为365～400nm的紫外光照射条件下，进行腐蚀反应，室温下腐蚀1～60min后，用去离子水冲洗硅片，干燥。
2.如权利要求1所述的太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法，其特征在于，所述的硅片为p型硅、n型硅或本征型硅。
3.如权利要求1所述的太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法，其特征在于，所述的清洗液为去离子水、丙酮、乙醇、氢氟酸中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法，其特征在于，所述的NH4F腐蚀溶液的浓度为0.1～10mol/L。
5.如权利要求1所述的太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法，其特征在于，所述的硅片在NH4F腐蚀溶液中进行腐蚀反应时伴随有超声振动。
6.如权利要求1所述的太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法，其特征在于，所述的紫外光的光源距离腐蚀反应液面的垂直高度为10～500cm。
CN2012100013619A 2012-01-04 2012-01-04 一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法 Pending CN102543711A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100013619A CN102543711A (zh) 2012-01-04 2012-01-04 一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100013619A CN102543711A (zh) 2012-01-04 2012-01-04 一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102543711A true CN102543711A (zh) 2012-07-04

Family

ID=46350292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012100013619A Pending CN102543711A (zh) 2012-01-04 2012-01-04 一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102543711A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108061754A (zh) * 2017-11-28 2018-05-22 清华大学 镍基高温合金表面晶粒形貌的腐蚀方法
CN113659044A (zh) * 2021-08-17 2021-11-16 通威太阳能(金堂)有限公司 一种清洗器和提高异质结太阳电池转换效率的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1967881A (zh) * 2005-11-17 2007-05-23 上海太阳能科技有限公司 太阳电池硅表面生成多孔硅的方法
CN101661972A (zh) * 2009-09-28 2010-03-03 浙江大学 一种低表面反射率的单晶硅太阳电池绒面制作工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1967881A (zh) * 2005-11-17 2007-05-23 上海太阳能科技有限公司 太阳电池硅表面生成多孔硅的方法
CN101661972A (zh) * 2009-09-28 2010-03-03 浙江大学 一种低表面反射率的单晶硅太阳电池绒面制作工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JAROSLAW JAKUBOWICZ: "MORPHOLOGY OF SILICON (111) DURING ELECTROCHEMICAL ETCHING IN NH4F ELECTROLYTES", 《ADVANCES IN MATERIALS SCIENCE》, vol. 5, no. 2, 30 June 2005 (2005-06-30), pages 49 - 54 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108061754A (zh) * 2017-11-28 2018-05-22 清华大学 镍基高温合金表面晶粒形貌的腐蚀方法
CN113659044A (zh) * 2021-08-17 2021-11-16 通威太阳能(金堂)有限公司 一种清洗器和提高异质结太阳电池转换效率的方法
CN113659044B (zh) * 2021-08-17 2023-07-25 通威太阳能(金堂)有限公司 一种清洗器和提高异质结太阳电池转换效率的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI625864B (zh) 一種晶體矽太陽能電池絨面結構的製備方法
Putra et al. 18.78% hierarchical black silicon solar cells achieved with the balance of light-trapping and interfacial contact
CN107658221B (zh) 一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法
CN101937946B (zh) 一种太阳电池硅片的表面织构方法
CN101800264B (zh) 一种晶体硅太阳能电池干法刻蚀制绒工艺
CN102299207B (zh) 用于太阳电池的多孔金字塔型硅表面陷光结构制备方法
CN105870263B (zh) 一种晶体硅太阳能电池绒面结构的制备方法
CN106229386B (zh) 一种银铜双金属mace法制备黑硅结构的方法
CN101654810B (zh) 在硅片上制备抗反射层的方法
CN105226113A (zh) 一种晶体硅太阳能电池的绒面结构及其制备方法
CN105883912A (zh) 一种自支撑二氧化钛三维微纳米结构制备方法
CN102618913B (zh) 一种制备钛或钛合金超疏水表面的方法
CN102965710A (zh) 银和硫化镉纳米粒子共修饰二氧化钛纳米管阵列的制备
CN104966762A (zh) 晶体硅太阳能电池绒面结构的制备方法
CN104562211A (zh) 一种可提升单晶电池转换效率的制绒方法
CN103981575B (zh) 一种单晶硅片的退火制绒方法
CN102254992A (zh) 新型多晶硅制绒工艺
CN101777605A (zh) 一种晶体硅太阳能电池边缘刻蚀工艺
CN104060325A (zh) 一种多晶硅制绒溶液及制绒方法
CN103265067B (zh) 一种增强TiO2电极电化学性能的处理方法
CN102543711A (zh) 一种太阳电池用硅片表面腐蚀生成多孔硅的方法
CN104051578B (zh) 一种太阳电池用多晶硅片的气相刻蚀制绒方法
CN104157739B (zh) 对不合格硅片的处理方法
CN105696083A (zh) 一种太阳能电池绒面的制备方法
CN104409529B (zh) 一种微结构绒面多晶硅太阳能电池制作工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120704