CN103066160A - 一种太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，包括：1）选用硅片，并进行清洗；2）将清洗后的硅片去损与制绒；3）在扩散炉中通过扩散源在硅片表面形成发射极层，形成PN结；4）将硅片浸入银纳米颗粒的溶液中，在硅片表面沉积一层银纳米颗粒；5）将硅片置于腐蚀体系中，催化腐蚀至多孔结构均匀覆盖在硅片表面，生成多孔硅。本发明采用尺寸可控银纳米颗粒沉积到硅片表面后用腐蚀体系腐蚀，实现了硅片表面的大面积均匀腐蚀，提高多孔硅上多孔结构均匀性并降低反射率，可用于制备多孔硅太阳电池，在没有镀任何SiNx层的基础上，该多孔硅太阳电池的转换效率可达15.7%，电池的绝对效率较常规太阳电池提高了2%左右。

Description

一种太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法

技术领域

本发明涉及纳米多孔硅太阳电池制备领域，尤其涉及一种太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法。

背景技术

为了使太阳电池最大化吸收可利用的光波段，高效晶体硅太阳电池对低反射率表面提出了更高的要求。晶体硅太阳电池一般采用金字塔织构来降低表面反射率，但是在400～1100nm范围内表面平均反射率仍不低于10%。虽然表面沉积单层SiN_x减反射膜能够在一定程度上降低表面反射率，但是在表面沉积单层SiN_x减反射膜只能在较窄的光波范围内降低表面反射率，在400～1100nm光波范围内表面平均反射率仍不低于10%。

密度渐变的多孔硅层可在宽波范围内降低表面反射率。一般来说，在硅片表面制备多孔硅的方法有化学法和电化学腐蚀法。电化学腐蚀法制备多孔硅由于需要施加额外的电场，且不容易在大面积上实现，因而不利于工业推广。近年来，金属辅助催化腐蚀制备多孔硅引起了越来越多的关注，主要原因是金属辅助催化腐蚀制备多孔硅是一种简单、快速、低成本的降低硅片表面反射率的方法。现在贵金属催化制备多孔硅太阳电池大都在P型硅片基体上直接制备。这种制备方法自身有其难以克服的缺点：多孔硅的形成不利于后期的磷扩散且表面方阻的均匀性会降低；去除完磷硅玻璃后，多孔硅层会有一定程度的损失；金属催化后残留的金属在经历了扩散高温处理后会进一步扩散至硅片体内，降低硅片少子寿命进而降低电池性能。

公开号为CN1967881A的中国专利申请公开了一种太阳电池硅表面生成多孔硅的方法，包括如下步骤：1）选用硅含量99.999%以上的P型晶体硅片：2）清洗硅片去除表面污垢；3）用硝酸氢氟酸混合液或强碱热溶液腐蚀去除硅片加工时产生的加工损伤，并用去离子水冲洗；4）用酸性双氧水溶液腐蚀清洗硅片，并用去离子水冲洗；5）在扩散炉中使硅片单片扩散磷元素形成PN结；6）印刷浓扩散源，在硅片的一面用3价或5价元素的浆料制备栅线网格；7）通过烧结或扩散工艺使印刷栅线处形成低阻网格；8）腐蚀去除扩散或烧结源，并彻底清洗硅片；9）将洁净的硅片置于含氢氟酸的溶液中，腐蚀至多孔硅均匀覆盖硅片表面；10）用大量去离子水清洗，干燥备用。虽然该技术方案通过在硅片表面制备电导性栅格，再用氢氟酸溶液腐蚀，在太阳电池硅片表面生成均匀的多孔硅，但是多孔硅的均匀性有待进一步提高，最后制备的硅片的反射率有待进一步降低。

发明内容

本发明提供了一种太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，采用尺寸可控银纳米颗粒沉积到硅片表面后用腐蚀体系腐蚀，实现了硅片表面的大面积均匀腐蚀，提高多孔硅上多孔结构均匀性并降低反射率。

一种太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，包括以下步骤：

1）选用硅片，并进行清洗；

2）将清洗后的硅片去损（即去除硅片加工时产生的加工损伤）与制绒（金字塔织构）；

3）在扩散炉中通过扩散源在经步骤2）处理的硅片表面形成发射极层，形成PN结；

4）将经步骤3）处理的硅片浸入银纳米颗粒的溶液中，在硅片表面沉积一层银纳米颗粒；

5）将经步骤4）处理的硅片置于腐蚀体系中，催化腐蚀至多孔结构均匀覆盖在硅片表面，生成多孔硅。

本发明，一方面采用尺寸可控银纳米颗粒沉积到硅片表面后用腐蚀体系腐蚀，从而实现了硅片表面的大面积均匀腐蚀；另一方面，腐蚀是在制绒（金字塔织构）、硅片表面形成发射极层之后的硅片表面进行的，可有效避免多孔硅的损失及残留金属颗粒的进一步扩散，使硅片表面在较小的腐蚀深度下最终反射率降低到5%以下，同时腐蚀完后硅片的表面方阻在一定范围内均匀分布。将本发明方法得到的表面生成多孔硅的太阳电池硅片用于制备多孔硅太阳电池，该多孔硅太阳电池的转换效率较常规方法高2%以上。

步骤1）中，硅片可采用现有技术，可采用市售产品，也可采用现有公开的方法制备。硅片可选用P型硅片或N型硅片，如选用硅含量99.999%以上的P型直拉（CZ）单晶硅片，硅片尺寸为125mm×125mm或156mm×156mm，电阻率为1～3Ω·cm。

清洗可采用清洗液清洗，除去切片过程中硅片表面残留的有机及金属沾污。

步骤2）中，硅片去损（即去除硅片加工时产生的加工损伤）与制绒（形成金字塔织构）可采用现有技术普遍的一步法工艺，可将硅片放入稀碱溶液中即可实现。

步骤3）中，扩散源根据硅片的类型进行选择，如当硅片选用P型硅片，则扩散源可选用磷源，如液态POCl₃，从而才能够形成PN结。发射极层的厚度要在500nm以上。作为优选，所述发射极层的厚度为500nm～5000nm，该厚度的发射极层在后期的腐蚀中，在保证PN结不致被击穿的前提下，允许多孔硅可以腐蚀的深度较深，从而有利于将硅片表面反射率降到较低的值。

步骤3）和步骤4）之间，作为优选，还包括：将形成PN结的硅片置于质量浓度5%～15%的氢氟酸水溶液中5min～10min，进行预腐蚀，再经清洗之后烘干。一方面，氢氟酸水溶液可除去扩散在硅片表面的扩散源硅玻璃（如磷硅玻璃），另一方面，经氢氟酸水溶液对硅片表面预腐蚀，有利于在硅片表面沉积一层银纳米颗粒。

步骤4）中，作为优选，所述银纳米颗粒的溶液中银纳米颗粒尺寸（直径）为10nm～200nm，该纳米级尺寸的银纳米颗粒沉积在硅片表面，有利于硅片表面的大面积均匀腐蚀，进一步提高腐蚀生成多孔结构的均匀性以及进一步降低反射率。

由于硅片在空气中会形成一层氧化层，氧化硅的表面是亲水性的，因此，银纳米颗粒的溶液中的银纳米颗粒可以与硅片表面形成良好的接触，进而沉积在硅片表面。

作为优选，将经步骤3）处理的硅片浸入银纳米颗粒的溶液中2min～5min，硅片在银纳米颗粒的溶液浸2min～5min，就可以在硅片表面沉积一层银纳米颗粒。

所述银纳米颗粒的溶液的制备方法包括：向聚乙烯吡咯烷酮水溶液滴加甲醛水溶液和硝酸银水溶液，形成混合液，再向混合液中加入氨水，反应后得到银纳米颗粒的溶液。

该方法制备的银纳米颗粒尺寸可控，可以方便地得到纳米尺寸的银纳米颗粒，并且有利于银纳米颗粒沉积在硅片表面。

进一步优选，聚乙烯吡咯烷酮水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为0.75%～3%，甲醛水溶液中甲醛的质量浓度为30%～45%，硝酸银水溶液中硝酸银的浓度为0.05～0.15mol/L，氨水的质量浓度（指NH₃的质量百分数）为20%～30%，所述的聚乙烯吡咯烷酮水溶液、甲醛水溶液、硝酸银水溶液以及氨水的体积比为100：1～3：10～30：1～5。上述特定的反应条件可以保证银纳米颗粒尺寸在30～100nm之间，银纳米颗粒的尺寸主要取决于聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度，从一般意义上讲，当聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为0.75%时，得到的银纳米颗粒的尺寸为60nm～70nm，当聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为3%时，得到的银纳米颗粒的尺寸为40nm～50nm。当然，银纳米颗粒的尺寸还会受其他一些条件的影响，但是影响并不是很大。

氨水在3s内快速加入，快速加入氨水能够得到尺寸大小均匀的银纳米颗粒。

反应在30℃～40℃进行20min～40min，甲醛的还原能力与温度的关系密切，温度越高反应越快。温度也可能影响银颗粒的团聚。在团聚生长中，银颗粒的生长速度在温度升高时加快。在中间阶段的后期，银颗粒的表面势随着温度的升高而降低。在低温下，由于静电排斥力，团聚速率很低。随着温度的升高，表面势降低，导致弱的排斥力和高的生长速度。上述温度和反应时间，能够较好控制银颗粒的生长速度，并避免银颗粒团聚，从而得到尺寸均一性好的银纳米颗粒。

步骤5）中，作为优选，将经步骤4）处理的硅片置于腐蚀体系中1min～5min，该腐蚀的时间下，硅片表面腐蚀深度相对较小，但最终平均反射率（在400～1100nm范围内）降低到5%以下，同时腐蚀完后硅片的表面方阻在一定范围内均匀分布，使其处理后的硅片具有良好的性能。

腐蚀体系采用HF/H₂O₂/H₂O体系，其中，HF/H₂O₂/H₂O体系中HF、H₂O₂、H₂O的体积比为1：4～6：8～12。经过该腐蚀体系的腐蚀，能够使得多孔结构均匀覆盖在硅片表面，提高多孔结构的均匀性以及进一步降低反射率。

本发明方法得到的表面生成多孔硅的太阳电池硅片可用于制备的多孔硅太阳电池，经过丝网印刷、烧结等工序后，即可制备多孔硅太阳电池，该多孔硅太阳电池的转换效率较常规方法高2%以上。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，一方面采用尺寸可控银纳米颗粒沉积到硅片表面后用腐蚀体系腐蚀，从而实现了硅片表面的大面积均匀腐蚀；另一方面，腐蚀是在制绒（金字塔织构）、硅片表面形成发射极层之后的硅片表面进行的，可有效避免多孔硅的损失及残留金属颗粒的进一步扩散，使硅片表面在较小的腐蚀深度下最终平均反射率（在400～1100nm范围内）降低到5%以下，同时腐蚀完后硅片的表面方阻在一定范围内均匀分布。将本发明方法得到的表面生成多孔硅的太阳电池硅片用于制备多孔硅太阳电池，该多孔硅太阳电池的转换效率较常规方法高2%以上。

本发明方法简单、快速、所涉及原料成本较低，且所制备的银纳米颗粒尺寸可控，在硅片表面分布均匀，使得最终制备的多孔硅在大面积范围内具有很好的均匀性，且整个工艺过程与现有的太阳电池生产线具有很好的兼容性，该方法制备的多孔硅太阳电池与普通工艺太阳电池对比，在没有镀任何SiNx层的基础上，该多孔硅太阳电池的转换效率可达15.7%，电池的绝对效率提高了2%左右。该方法具有很好的工业兼容性，且生产成本较低，有望替代昂贵的PECVD镀减反射膜的方法。

附图说明

图1为实施例2中步骤5）中未催化腐蚀硅片表面的扫描电子显微镜（SEM）截面图；

图2为实施例2中步骤5）中催化腐蚀2min后硅片表面的扫描电子显微镜（SEM）截面图；

图3为实施例4中步骤5）中不同催化腐蚀时间下的硅片的反射率图谱。

具体实施方式

实施例1

1）选用硅含量99.999%以上的P型直拉（CZ）单晶硅片，硅片尺寸为125mm×125mm，厚度为180μm，电阻率为2Ω·cm，并进行清洗，硅片背面用绝缘胶布隔离；

2）将清洗后的硅片去损（即去除硅片加工时产生的加工损伤）与制绒（金字塔织构），即将清洗后的硅片放入质量百分数为3%的KOH水溶液中，溶液温度80℃，制绒时间15min；

3）在扩散炉中通过通液态磷源POCl₃作为扩散源，在经步骤2）处理的硅片表面形成发射极层（即N型层），形成PN结，发射极层的厚度为1000nm；

将形成PN结的硅片置于质量浓度10%的氢氟酸水溶液中5min，进行预腐蚀，再经清洗之后烘干；

4）将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶于水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液50mL，聚乙烯吡咯烷酮水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为3%，向聚乙烯吡咯烷酮水溶液中滴加1mL的甲醛水溶液和10mL硝酸银水溶液，形成混合液，甲醛水溶液中甲醛的质量浓度为37%，硝酸银水溶液中硝酸银的浓度为0.10mol/L，再向混合液中2s内快速加入0.6mL氨水，氨水的质量浓度（指NH₃的质量百分数）为28%，在35℃下反应30min，得到银纳米颗粒的溶液，银纳米颗粒为球形，银纳米颗粒尺寸（直径）为40nm～50nm；

将经步骤3）处理的硅片浸入银纳米颗粒的溶液中2min，在硅片表面沉积一层银纳米颗粒；

5）将经步骤4）处理的硅片置于HF/H₂O₂/H₂O体系中，反应容器为聚四氟乙烯反应釜，其中，HF/H₂O₂/H₂O体系中HF、H₂O₂、H₂O的体积比为1：5：10，催化腐蚀1min，至多孔结构均匀覆盖在硅片表面，生成多孔硅。

将本实施例得到的表面生成多孔硅的太阳电池硅片可用于制备的多孔硅太阳电池，再经过丝网印刷、烧结工序后，制备多孔硅太阳电池。

将实施例1制备的多孔硅太阳电池在AM1.5光强下利用电池片效率分选机测试电池的各项电学性能，其转换效率为15.64，其他电学性能与实施例2制备的多孔硅太阳电池基本一致。

实施例2

1）选用硅含量99.999%以上的P型直拉（CZ）单晶硅片，硅片尺寸为125mm×125mm，厚度为180μm，电阻率为2Ω·cm，并进行清洗，硅片背面用绝缘胶布隔离；

2）将清洗后的硅片去损（即去除硅片加工时产生的加工损伤）与制绒（金字塔织构），即将清洗后的硅片放入质量百分数为3%的KOH水溶液中，溶液温度80℃，制绒时间15min；

3）在扩散炉中通过通液态磷源POCl₃作为扩散源，在经步骤2）处理的硅片表面形成发射极层（即N型层），形成PN结，发射极层的厚度为1000nm；

将形成PN结的硅片置于质量浓度10%的氢氟酸水溶液中5min，进行预腐蚀，再经清洗之后烘干；

4）将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶于水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液50mL，聚乙烯吡咯烷酮水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为0.75%，向聚乙烯吡咯烷酮水溶液中滴加1mL的甲醛水溶液和10mL硝酸银水溶液，形成混合液，甲醛水溶液中甲醛的质量浓度为37%，硝酸银水溶液中硝酸银的浓度为0.10mol/L，再向混合液中2s内快速加入0.6mL氨水，氨水的质量浓度（指NH₃的质量百分数）为28%，在35℃下反应30min，得到银纳米颗粒的溶液，银纳米颗粒为球形，银纳米颗粒尺寸（直径）为60nm～70nm；

将经步骤3）处理的硅片浸入银纳米颗粒的溶液中2min，在硅片表面沉积一层银纳米颗粒；

5）将经步骤4）处理的硅片置于HF/H₂O₂/H₂O体系中，反应容器为聚四氟乙烯反应釜，其中，HF/H₂O₂/H₂O体系中HF、H₂O₂、H₂O的体积比为1：5：10，催化腐蚀2min，至多孔结构均匀覆盖在硅片表面，生成多孔硅。

将本实施例得到的表面生成多孔硅的太阳电池硅片可用于制备的多孔硅太阳电池，再经过丝网印刷、烧结工序后，电池未镀SiNx，制备多孔硅太阳电池。

图1为步骤5）中未催化腐蚀硅片表面的扫描电子显微镜（SEM）截面图，图2为步骤5）中催化腐蚀2min后硅片表面的扫描电子显微镜（SEM）截面图，从图2对比图1可见，经催化腐蚀2min后，多孔结构均匀覆盖在硅片表面。

将实施例2制备的多孔硅太阳电池在AM1.5光强下利用电池片效率分选机测试电池的各项电学性能，结果如表1所示。其中，I_sc为短路电流，V_oc为开路电压，R_s为串联电阻，R_sh为并联电阻，FF为填充因子，E_ff为转换效率，J_oe为反向饱和电流。参比电池是指表面未做任何处理的裸硅片直接丝网印刷烧结制得的太阳电池片。

表1

实施例3

1）选用硅含量99.999%以上的P型直拉（CZ）单晶硅片，硅片尺寸为125mm×125mm，厚度为180μm，电阻率为2Ω·cm，并进行清洗，硅片背面用绝缘胶布隔离；

2）将清洗后的硅片去损（即去除硅片加工时产生的加工损伤）与制绒（金字塔织构），即将清洗后的硅片放入质量百分数为3%的KOH水溶液中，溶液温度80℃，制绒时间15min；

3）在扩散炉中通过通液态磷源POCl₃作为扩散源，在经步骤2）处理的硅片表面形成发射极层（即N型层），形成PN结，发射极层的厚度为1000nm；

将形成PN结的硅片置于质量浓度10%的氢氟酸水溶液中5min，进行预腐蚀，再经清洗之后烘干；

4）将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶于水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液50mL，聚乙烯吡咯烷酮水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为3%，向聚乙烯吡咯烷酮水溶液中滴加1mL的甲醛水溶液和10mL硝酸银水溶液，形成混合液，甲醛水溶液中甲醛的质量浓度为37%，硝酸银水溶液中硝酸银的浓度为0.10mol/L，再向混合液中2s内快速加入0.6mL氨水，氨水的质量浓度（指NH₃的质量百分数）为28%，在35℃下反应30min，得到银纳米颗粒的溶液，银纳米颗粒为球形，银纳米颗粒尺寸（直径）为40nm～50nm；

将经步骤3）处理的硅片浸入银纳米颗粒的溶液中2min，在硅片表面沉积一层银纳米颗粒；

5）将经步骤4）处理的硅片置于HF/H₂O₂/H₂O体系中，反应容器为聚四氟乙烯反应釜，其中，HF/H₂O₂/H₂O体系中HF、H₂O₂、H₂O的体积比为1：5：10，催化腐蚀3min，至多孔结构均匀覆盖在硅片表面，生成多孔硅。

将本实施例得到的表面生成多孔硅的太阳电池硅片可用于制备的多孔硅太阳电池，再经过丝网印刷、烧结工序后，制备多孔硅太阳电池。

将实施例3制备的多孔硅太阳电池在AM1.5光强下利用电池片效率分选机测试电池的各项电学性能，其转换效率为15.71，其他电学性能与实施例2制备的多孔硅太阳电池基本一致。

实施例4

1）选用硅含量99.999%以上的P型直拉（CZ）单晶硅片，硅片尺寸为125mm×125mm，厚度为180μm，电阻率为2Ω·cm，并进行清洗，硅片背面用绝缘胶布隔离；

2）将清洗后的硅片去损（即去除硅片加工时产生的加工损伤）与制绒（金字塔织构），即将清洗后的硅片放入质量百分数为3%的KOH水溶液中，溶液温度80℃，制绒时间15min；

3）在扩散炉中通过通液态磷源POCl₃作为扩散源，在经步骤2）处理的硅片表面形成发射极层（即N型层），形成PN结，发射极层的厚度为1000nm；

将形成PN结的硅片置于质量浓度10%的氢氟酸水溶液中5min，进行预腐蚀，再经清洗之后烘干；

4）将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶于水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液50mL，聚乙烯吡咯烷酮水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为3%，向聚乙烯吡咯烷酮水溶液中滴加1mL的甲醛水溶液和10mL硝酸银水溶液，形成混合液，甲醛水溶液中甲醛的质量浓度为37%，硝酸银水溶液中硝酸银的浓度为0.10mol/L，再向混合液中2s内快速加入0.6mL氨水，氨水的质量浓度（指NH₃的质量百分数）为28%，在35℃下反应30min，得到银纳米颗粒的溶液，银纳米颗粒为球形，银纳米颗粒尺寸（直径）为40nm～50nm；

将经步骤3）处理的硅片浸入银纳米颗粒的溶液中2min，在硅片表面沉积一层银纳米颗粒；

5）将经步骤4）处理的硅片置于HF/H₂O₂/H₂O体系中，反应容器为聚四氟乙烯反应釜，其中，HF/H₂O₂/H₂O体系中HF、H₂O₂、H₂O的体积比为1：5：10，催化腐蚀0、2、3、4、5min，至多孔结构均匀覆盖在硅片表面，生成多孔硅。

将本实施例得到的表面生成多孔硅的太阳电池硅片可用于制备的多孔硅太阳电池，再经过丝网印刷、烧结工序后，制备多孔硅太阳电池。

图3为步骤5）中不同催化腐蚀时间下的硅片的反射率图谱，如图3所示，催化腐蚀为2、3、4、5min，其在400～1100nm范围内的平均反射率降低到5%以下。

实施例5

1）选用硅含量99.999%以上的P型直拉（CZ）单晶硅片，硅片尺寸为125mm×125mm，厚度为180μm，电阻率为2Ω·cm，并进行清洗，硅片背面用绝缘胶布隔离；

2）将清洗后的硅片去损（即去除硅片加工时产生的加工损伤）与制绒（金字塔织构），即将清洗后的硅片放入质量百分数为3%的KOH水溶液中，溶液温度80℃，制绒时间15min；

3）在扩散炉中通过通液态磷源POCl₃作为扩散源，在经步骤2）处理的硅片表面形成发射极层（即N型层），形成PN结，发射极层的厚度为3000nm；

将形成PN结的硅片置于质量浓度5%的氢氟酸水溶液中10min，进行预腐蚀，再经清洗之后烘干；

4）将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶于水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液50mL，聚乙烯吡咯烷酮水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为0.75%，向聚乙烯吡咯烷酮水溶液中滴加0.5mL的甲醛水溶液和5mL硝酸银水溶液，形成混合液，甲醛水溶液中甲醛的质量浓度为30%，硝酸银水溶液中硝酸银的浓度为0.05mol/L，再向混合液中3s内快速加入0.6mL氨水，氨水的质量浓度（指NH₃的质量百分数）为28%，在40℃下反应20min，得到银纳米颗粒的溶液，银纳米颗粒为球形，银纳米颗粒尺寸（直径）为60nm～70nm；

将经步骤3）处理的硅片浸入银纳米颗粒的溶液中5min，在硅片表面沉积一层银纳米颗粒；

5）将经步骤4）处理的硅片置于HF/H₂O₂/H₂O体系中，反应容器为聚四氟乙烯反应釜，其中，HF/H₂O₂/H₂O体系中HF、H₂O₂、H₂O的体积比为1：4：8，催化腐蚀5min，至多孔结构均匀覆盖在硅片表面，生成多孔硅。

将本实施例得到的表面生成多孔硅的太阳电池硅片可用于制备的多孔硅太阳电池，再经过丝网印刷、烧结工序后，电池未镀SiNx，制备多孔硅太阳电池。

将实施例5制备的多孔硅太阳电池在AM1.5光强下利用电池片效率分选机测试电池的各项电学性能，其转换效率为15.51，其他电学性能与实施例2制备的多孔硅太阳电池基本一致。

实施例6

1）选用硅含量99.999%以上的P型直拉（CZ）单晶硅片，硅片尺寸为125mm×125mm，厚度为180μm，电阻率为2Ω·cm，并进行清洗，硅片背面用绝缘胶布隔离；

2）将清洗后的硅片去损（即去除硅片加工时产生的加工损伤）与制绒（金字塔织构），即将清洗后的硅片放入质量百分数为3%的KOH水溶液中，溶液温度80℃，制绒时间15min；

3）在扩散炉中通过通液态磷源POCl₃作为扩散源，在经步骤2）处理的硅片表面形成发射极层（即N型层），形成PN结，发射极层的厚度为500nm；

将形成PN结的硅片置于质量浓度15%的氢氟酸水溶液中5min，进行预腐蚀，再经清洗之后烘干；

4）将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶于水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液50mL，聚乙烯吡咯烷酮水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为3%，向聚乙烯吡咯烷酮水溶液中滴加1.5mL的甲醛水溶液和15mL硝酸银水溶液，形成混合液，甲醛水溶液中甲醛的质量浓度为45%，硝酸银水溶液中硝酸银的浓度为0.15mol/L，再向混合液中2s内快速加入2.5mL氨水，氨水的质量浓度（指NH₃的质量百分数）为22%，在30℃下反应40min，得到银纳米颗粒的溶液，银纳米颗粒为球形，银纳米颗粒尺寸（直径）为40nm～50nm；

将经步骤3）处理的硅片浸入银纳米颗粒的溶液中2min，在硅片表面沉积一层银纳米颗粒；

5）将经步骤4）处理的硅片置于HF/H₂O₂/H₂O体系中，反应容器为聚四氟乙烯反应釜，其中，HF/H₂O₂/H₂O体系中HF、H₂O₂、H₂O的体积比为1：6：12，催化腐蚀2min，至多孔结构均匀覆盖在硅片表面，生成多孔硅。

将本实施例得到的表面生成多孔硅的太阳电池硅片可用于制备的多孔硅太阳电池，再经过丝网印刷、烧结工序后，电池未镀SiNx，制备多孔硅太阳电池。

将实施例6制备的多孔硅太阳电池在AM1.5光强下利用电池片效率分选机测试电池的各项电学性能，其转换效率为15.54，其他电学性能与实施例2制备的多孔硅太阳电池基本一致。

Claims (10)

1.一种太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）选用硅片，并进行清洗；

2）将清洗后的硅片去损与制绒；

3）在扩散炉中通过扩散源在经步骤2）处理的硅片表面形成发射极层，形成PN结；

4）将经步骤3）处理的硅片浸入银纳米颗粒的溶液中，在硅片表面沉积一层银纳米颗粒；

5）将经步骤4）处理的硅片置于腐蚀体系中，催化腐蚀至多孔结构均匀覆盖在硅片表面，生成多孔硅。

2.根据权利要求1所述的太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，其特征在于，步骤3）中，所述发射极层的厚度为500nm～5000nm。

3.根据权利要求1所述的太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，其特征在于，步骤3）和步骤4）之间，还包括：将形成PN结的硅片置于质量浓度5%～15%的氢氟酸水溶液中5min～10min，进行预腐蚀，再经清洗之后烘干。

4.根据权利要求1所述的太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，其特征在于，步骤4）中，所述银纳米颗粒的溶液中银纳米颗粒尺寸为10nm～200nm。

5.根据权利要求1或4所述的太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，其特征在于，步骤4）中，所述银纳米颗粒的溶液的制备方法包括：向聚乙烯吡咯烷酮水溶液滴加甲醛水溶液和硝酸银水溶液，形成混合液，再向混合液中加入氨水，反应后得到银纳米颗粒的溶液。

6.根据权利要求5所述的太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为0.75%～3%，甲醛水溶液中甲醛的质量浓度为30%～45%，硝酸银水溶液中硝酸银的浓度为0.05～0.15mol/L，氨水的质量浓度为20%～30%，所述的聚乙烯吡咯烷酮水溶液、甲醛水溶液、硝酸银水溶液以及氨水的体积比为100：1～3：10～30：1～5。

7.根据权利要求5所述的太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，其特征在于，氨水在3s内快速加入。

8.根据权利要求5所述的太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，其特征在于，反应在30℃～40℃进行20min～40min。

9.根据权利要求1所述的太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，其特征在于，步骤5）中，将经步骤4）处理的硅片置于腐蚀体系中1min～5min。

10.根据权利要求1所述的太阳电池硅片表面生成多孔硅的方法，其特征在于，步骤5）中，腐蚀体系采用HF/H₂O₂/H₂O体系，其中，HF/H₂O₂/H₂O体系中HF、H₂O₂、H₂O的体积比为1：4～6：8～12。

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