CN103361738A - 一种多晶硅太阳电池及太阳电池多晶硅片制绒方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多晶硅太阳电池及太阳电池多晶硅片制绒方法。现有技术通过刻槽或等离子刻蚀对多晶硅片制绒导致成本较高，而通过同性酸腐蚀对多晶硅片制绒导致反射率仍较高。本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法先进行喷砂制绒，再通过腐蚀液去除损伤层，最后进行减洗和酸洗，或在喷砂制绒前也进行去损伤层的步骤。本发明可获得较低的反射率和较高的太阳电池效率。

Description

一种多晶硅太阳电池及太阳电池多晶硅片制绒方法
技术领域
本发明涉及太阳电池制造领域，具体涉及一种多晶硅太阳电池及太阳电池多晶硅片制绒方法。
背景技术
随着光伏产业的发展，多晶硅太阳电池以其高性价比的优势，得到了迅速发展。但是多晶硅太阳电池的效率总体上没有单晶硅太阳电池的高。这主要是由于两个原因：一方面单晶硅材料本身的有效少数载流子寿命比多晶硅材料的高；另一方面，单晶硅太阳电池表面的陷光效果要优于多晶硅。为减少光的反射提高多晶硅电池转换效率，缩小多晶硅与单晶硅太阳电池之间效率的差距，最常用的工艺方法是在多晶硅表面采用绒面技术。目前，多晶硅绒面技术主要有机械刻槽、激光刻槽、等离子刻蚀(Reactive Ion Etching；简称RIE)和各向同性酸腐蚀等。
机械刻槽工艺对硅片的厚度要求很高，另外这样的技术会增加成本。激光刻槽、等离子刻蚀制备出的硅片表面陷光效果非常好，但它需要相对复杂的处理工艺和昂贵的加工系统。各向同性酸腐蚀技术可以比较容易地整合到当前的太阳电池处理工艺中，应用起来基本上是成本最低的，在大规模工业化生产中，各向同性酸腐蚀是目前广泛应用的多晶硅太阳电池绒面技术，但它制出的绒面反射率仍旧很高，平均有25-30％，无法进一步提高多晶硅电池的转换效率。
因此，如何提供一种太阳电池多晶硅片制绒方法来进一步降低多晶硅太阳电池的反射率提高其转换效率，已成为业界亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种多晶硅太阳电池及太阳电池多晶硅片制绒方法，通过所述电池及制绒方法，可以降低反射率提高太阳电池效率。
为实现上述目的，本发明将提供一种太阳电池多晶硅片制绒方法，所述方法包括以下步骤：a、提供制造太阳电池所用的多晶硅片；b、将所述多晶硅片传送至喷砂室中进行喷砂制绒；c、对喷砂制绒的多晶硅片进行腐蚀以去除损伤层。
在上述太阳电池多晶硅片制绒方法中，本方法还包括：步骤d、对去除损伤层后的多晶硅片进行清洗。
在上述太阳电池多晶硅片制绒方法中，所述步骤d包括以下步骤：d0、将去除损伤层后的多晶硅片浸入到碱溶液中进行碱洗，所述碱为氢氧化钾或氢氧化钠，其浓度为1-4mol/L，碱洗时间为20-30S，碱洗温度为15-30℃；d1、将碱洗后的多晶硅片浸入到氢氟酸和盐酸的混合液中进行酸洗，所述氢氟酸浓度为0.5-5mol/L，盐酸浓度为1-8mol/L，酸洗时间为1-20min，酸洗温度为15-30℃。
在上述太阳电池多晶硅片制绒方法中，所述碱溶液浓度为2-2.5mol/L，碱洗时间为23-28S，碱洗温度为20-25℃；所述氢氟酸浓度为1-4mol/L，盐酸浓度为2-5mol/L，酸洗时间为9-12min，酸洗温度为20-25℃。
在上述太阳电池多晶硅片制绒方法中，所述喷砂室中制绒用砂为石英砂或碳化硅砂，其粒径为10至100μm。
在上述太阳电池多晶硅片制绒方法中，所述喷砂室设置有喷嘴，通过喷嘴喷砂来对多晶硅片制绒，所述喷嘴的喷射压力为0.03-0.3MPa。
在上述太阳电池多晶硅片制绒方法中，在步骤c中，通过氧化剂和氢氟酸的混合溶液来去除喷砂制绒后的多晶硅片上的损伤层，所述氧化剂为硝酸或CrO3或K2Cr2O7，所述氧化剂浓度为0.1-10mol/L，所述氢氟酸浓度为0.1-8mol/L，腐蚀时间为20-60S，腐蚀温度为-10℃-30℃。
在上述太阳电池多晶硅片制绒方法中，所述氧化剂为硝酸，所述氧化剂浓度为3-8mol/L，所述氢氟酸浓度为0.2-1mol/L，腐蚀时间为22-25S，腐蚀温度为0-3℃。
在上述太阳电池多晶硅片制绒方法中，所述方法在步骤b之前还通过氧化剂和氢氟酸的混合溶液来去除多晶硅片上的损伤层，所述氧化剂为硝酸或CrO3或K2Cr2O7，所述氧化剂浓度为0.1-10mol/L，所述氢氟酸浓度为0.1-8mol/L，腐蚀时间为20-60S，腐蚀温度为-10℃-30℃。
在上述太阳电池多晶硅片制绒方法中，所述氧化剂为硝酸，所述氧化剂浓度为5-7mol/L，所述氢氟酸浓度为2-3mol/L，腐蚀时间为30-40S，腐蚀温度为3-10℃。
在上述太阳电池多晶硅片制绒方法中，所述方法在步骤b之前还通过碱腐蚀溶液来去除多晶硅片上的损伤层，碱腐蚀溶液的浓度为0.1-10mol/L，碱为氢氧化钠或氢氧化钾，腐蚀时间为5-20min，腐蚀温度为20-90℃。
在上述太阳电池多晶硅片制绒方法中，所述碱腐蚀溶液为氢氧化钠溶液，所述碱腐蚀溶液浓度为5-7mol/L，腐蚀时间为8-15min，腐蚀温度为50-80℃。
本发明还提供一种通过上述任一所述的太阳电池多晶硅片制绒方法制成的多晶硅太阳电池。
与现有技术中通过刻槽或等离子刻蚀对多晶硅片制绒导致成本较高相比，本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法先进行喷砂制绒再通过腐蚀液去除损伤层并进行清洗，从而通过较低成本获得了较低的反射率和较高的太阳电池效率。
与现有技术中仅通过同性酸腐蚀来对多晶硅片制绒导致反射率仍较高相比，本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法先进行喷砂制绒再通过腐蚀液去除损伤层并进行清洗，从而获得比单纯同性酸腐蚀低的反射率和高的太阳电池效率。
附图说明
图1为本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法第一实施例的流程图；
图2为本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法第二实施例的流程图；
图3为本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法第三实施例的流程图；以及
图4为本发明的太阳电池多晶硅片在喷砂机中喷砂制绒的示意图。
具体实施方案
下面结合具体实施例及附图来详细说明本发明的目的及功效。
参见图1，本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法的第一实施例首先进行步骤S10，提供制造太阳电池所用的多晶硅片。在本实施例中，所述硅片为P型多晶硅片，电阻率为1Ω·cm，厚度为160μm～400μm，硅片大小为156mm×156mm。
接着继续步骤S11，将所述多晶硅片传送至喷砂室中进行喷砂制绒。结合参见图4，所述喷砂室10中制绒用砂为石英砂或碳化硅砂，其粒径为10至100μm，所述喷砂室10中设置有传送硅片2进出喷砂室10的传送模块11，还设置有喷砂来对多晶硅片2进行制绒的喷嘴12，所述喷嘴12的喷射压力为0.03-0.3MPa。
接着继续步骤S12，通过氧化剂和氢氟酸的混合溶液来去除喷砂制绒后的多晶硅片上的损伤层，所述氧化剂为硝酸或CrO3或K2Cr2O7等，所述氧化剂浓度为0.1-10mol/L，所述氢氟酸浓度为0.1-8mol/L，腐蚀时间为20-60S，腐蚀温度为-10℃-30℃。在本实施例中，所述氧化剂为硝酸，其浓度为3-8mol/L，所述氢氟酸浓度为0.2-1mol/L，腐蚀时间为22-25S，腐蚀温度为0-3℃。
接着继续步骤S13，将去除损伤层后的多晶硅片浸入到碱溶液中进行碱洗，所述碱为氢氧化钾或氢氧化钠等，其浓度为1-4mol/L，碱洗时间为20-30S，碱洗温度为15-30℃。在本实施例中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液，其浓度为2-2.5mol/L，碱洗时间为23-28S，碱洗温度为20-25℃。
接着继续步骤S14，将碱洗后的多晶硅片浸入到氢氟酸和盐酸的混合液中进行酸洗，所述氢氟酸浓度为0.5-5mol/L，盐酸浓度为1-8mol/L，酸洗时间为1-20min，酸洗温度为15-30℃。在本实施例中，所述氢氟酸浓度为1-4mol/L，盐酸浓度为2-5mol/L，酸洗时间为9-12min，酸洗温度为20-25℃。
参加图2，本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法首先进行步骤S20，提供制造太阳电池所用的多晶硅片。在本实施例中，所述硅片为P型多晶硅片，电阻率为1Ω·cm，厚度为160μm～400μm，硅片大小为156mm×156mm。
接着继续步骤S21，通过氧化剂和氢氟酸的混合溶液来去除多晶硅片上的损伤层，所述氧化剂为硝酸或CrO3或K2Cr2O7，所述氧化剂浓度为0.1-10mol/L，所述氢氟酸浓度为0.1-8mol/L，腐蚀时间为20-60S，腐蚀温度为-10℃-30℃。在本实施例中，所述氧化剂为硝酸，所述硝酸浓度为5-7mol/L，所述氢氟酸浓度为2-3mol/L，腐蚀时间为30-40S，腐蚀温度为3-10℃。
接着继续步骤S22，将所述多晶硅片传送至喷砂室中进行喷砂制绒。本实施例中喷砂制绒所用设备的工艺参数与图1所示的实施例基本类似，在此不再赘述。
接着继续步骤S23，通过氧化剂和氢氟酸的混合溶液来去除喷砂制绒后的多晶硅片上的损伤层。
接着继续步骤S24，将去除损伤层后的多晶硅片浸入到碱溶液中进行碱洗。
接着继续步骤S25，将碱洗后的多晶硅片浸入到氢氟酸和盐酸的混合液中进行酸洗。
本发明第二实施例中步骤S22至S25分别与图1所示的第一实施例中的步骤S11至S14分别对应，其工艺参数与图1所示实施例基本一致，在此不再赘述。
参见图3，本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法第三实施例首先进行步骤S30，提供制造太阳电池所用的多晶硅片。在本实施例中，所述硅片为P型多晶硅片，电阻率为1Ω·cm，厚度为160μm～400μm，硅片大小为156mm×156mm。
接着继续步骤S31，通过碱腐蚀溶液来去除多晶硅片上的损伤层，碱浓度为0.1-10mol/L，碱为氢氧化钠或氢氧化钾等，腐蚀时间为5-20min，腐蚀温度为20-90℃。在本实施例中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠浓度为5-7mol/L，腐蚀时间为8-15min，腐蚀温度为50-80℃，所述氢氧化钠溶液中可添加硅酸钠等影响腐蚀速度的添加剂。
接着继续步骤S32，将所述多晶硅片传送至喷砂室中进行喷砂制绒。
接着继续步骤S33，通过氧化剂和氢氟酸的混合溶液来去除喷砂制绒后的多晶硅片上的损伤层。
接着继续步骤S34，将去除损伤层后的多晶硅片浸入到碱溶液中进行碱洗。
接着继续步骤S35，将碱洗后的多晶硅片浸入到氢氟酸和盐酸的混合液中进行酸洗。
本发明第三实施例中步骤S32至S35分别与图1所示的第一实施例中的步骤S11至S14分别对应，其工艺参数与图1所示实施例基本一致，在此不再赘述。
本发明还提供太阳电池多晶硅片制绒方法制成的多晶硅太阳电池。
本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法实施例一至三各对一批次156mm×156mm的P型多晶硅片进行制绒，实施例一至三所制成的多晶硅片的反射率平均分别为13％、15％和16％，与先前技术中各向同性酸腐蚀所得的多晶硅片25-30％的反射率相比，有效降低了其反射率，提高了对应多晶硅太阳电池的效率。
综上所述，本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法先进行喷砂制绒后再通过腐蚀液去除损伤层并进行清洗，从而通过较低成本获得了较低的反射率和较高的太阳电池效率。本发明的太阳电池多晶硅片制绒方法先进行喷砂制绒后再通过腐蚀液去除损伤层并进行清洗，从而获得比单纯同性酸腐蚀低的反射率和高的太阳电池效率。

Claims (13)

1.一种太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：a、提供制造太阳电池所用的多晶硅片；b、将所述多晶硅片传送至喷砂室中进行喷砂制绒；c、对喷砂制绒的多晶硅片进行腐蚀以去除损伤层。
2.按照权利要求1所述的太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，本方法还包括：步骤d、对去除损伤层后的多晶硅片进行清洗。
3.按照权利要求2所述的太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，所述步骤d包括以下步骤：d0、将去除损伤层后的多晶硅片浸入到碱溶液中进行碱洗，所述碱为氢氧化钾或氢氧化钠，其浓度为1-4mol/L，碱洗时间为20-30S，碱洗温度为15-30℃；d1、将碱洗后的多晶硅片浸入到氢氟酸和盐酸的混合液中进行酸洗，所述氢氟酸浓度为0.5-5mol/L，盐酸浓度为1-8mol/L，酸洗时间为1-20min，酸洗温度为15-30℃。
4.按照权利要求3所述的太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，所述碱溶液浓度为2-2.5mol/L，碱洗时间为23-28S，碱洗温度为20-25℃；所述氢氟酸浓度为1-4mol/L，盐酸浓度为2-5mol/L，酸洗时间为9-12min，酸洗温度为20-25℃。
5.按照权利要求1所述的太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，所述喷砂室中制绒用砂为石英砂或碳化硅砂，其粒径为10至100μm。
6.按照权利要求1所述的太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，所述喷砂室设置有喷嘴，通过喷嘴喷砂来对多晶硅片制绒，所述喷嘴的喷射压力为0.03-0.3MPa。
7.按照权利要求1所述的太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，在步骤c中，通过氧化剂和氢氟酸的混合溶液来去除喷砂制绒后的多晶硅片上的损伤层，所述氧化剂为硝酸或CrO3或K2Cr2O7，所述氧化剂浓度为0.1-10mol/L，所述氢氟酸浓度为0.1-8mol/L，腐蚀时间为20-60S，腐蚀温度为-10℃-30℃。
8.按照权利要求7所述的太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，所述氧化剂为硝酸，所述氧化剂浓度为3-8mol/L，所述氢氟酸浓度为0.2-1mol/L，腐蚀时间为22-25S，腐蚀温度为0-3℃。
9.按照权利要求1所述的太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，所述方法在步骤b之前还通过氧化剂和氢氟酸的混合溶液来去除多晶硅片上的损伤层，所述氧化剂为硝酸或CrO3或K2Cr2O7，所述氧化剂浓度为0.1-10mol/L，所述氢氟酸浓度为0.1-8mol/L，腐蚀时间为20-60S，腐蚀温度为-10℃-30℃。
10.按照权利要求9所述的太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，所述氧化剂为硝酸，所述氧化剂浓度为5-7mol/L，所述氢氟酸浓度为2-3mol/L，腐蚀时间为30-40S，腐蚀温度为3-10℃。
11.按照权利要求1所述的太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，所述方法在步骤b之前还通过碱腐蚀溶液来去除多晶硅片上的损伤层，碱腐蚀溶液浓度为0.1-10mol/L，碱为氢氧化钠或氢氧化钾，腐蚀时间为5-20min，腐蚀温度为20-90℃。
12.按照权利要求11所述的太阳电池多晶硅片制绒方法，其特征在于，所述碱腐蚀溶液为氢氧化钠溶液，所述碱腐蚀溶液浓度为5-7mol/L，腐蚀时间为8-15min，腐蚀温度为50-80℃。
13.一种通过权利要求1至12任一项所述的太阳电池多晶硅片制绒方法制成的多晶硅太阳电池。
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Assignee: WUXI DEXIN SOLAR POWER CO., LTD.

Assignor: Wuxi Shangde Solar Electric Power Co., Ltd.

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Denomination of invention: Polycrystalline silicon solar battery and solar battery polycrystalline silicon slice flocking method

License type: Exclusive License

Record date: 20130409

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