CN105742409B - 一种黑硅表面清洗方法及黑硅电池制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种黑硅表面清洗方法以及黑硅电池的制备方法，通过如下步骤完成黑硅表面清洗：1)、将黑硅硅片放在混合溶液A中浸泡10～60分钟；2)、使用循环去离子水清洗1～3次；3)、再次使用循环去离子水对步骤2)中清洗过的黑硅硅片清洗1～3次；4)、将步骤3)中烘干后的黑硅硅片至于氧气中，用低压水银灯产生的紫外光照射黑硅表面进行光清洗。本发明公开的方法，不仅能够提高黑硅电池的转换效率，工艺参数具体，便于控制，而且简单易行，适合工业化生产。
Description
技术领域：
本发明涉及太阳能电池器件制造技术领域，具体涉及一种黑硅表面清洗方法及黑硅电池制备方法。
背景技术：
随着光伏产业的迅猛发展，光伏发电在新能源中越来越占有重要比例，而光伏发电所需要的太阳能电池产品中，晶体硅太阳能电池所占份额最大，一直保持着85%以上的市场占有率。在太阳能电池技术中，黑硅技术是最新研究发现的一种能大幅提高光电转换效率的新型结构材料技术。黑硅太阳电池具有较低的表面反射率、较高的短路电流，因而受到业内的广泛关注。
目前，制备黑硅的技术有：飞秒激光扫描、金属辅助化学溶液腐蚀法、等离子体处理等。使用这些技术所制得的黑硅表面，都存在较尖锐的纳米微结构，经过扩散后会造成顶端掺杂浓度较高，导致黑硅硅片表面复合加重，从而影响电池效率。对黑硅表面纳米微结构的去尖锐化修正，可以降低其表面积，减少表面复合速率，从而提高黑硅太阳能电池效率。
现有技术中，一般使用酸液、强碱溶液或者高温氧化退火对黑硅表面尖锐化的微结构进行修正，然而酸液或者强碱溶液，腐蚀速率较快，不易控制，高温氧化退火成本较高。
发明内容：
本发明针对现有方法的弊端，提出了一种腐蚀速率易于控制、转换效率高、成本较低的黑硅太阳能电池制备方法。
本发明的技术解决措施如下：
一种黑硅表面的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）、将黑硅硅片放在温度为80~90℃的碳酸钠和吲哚丙酸的混合溶液A中浸泡10~60分钟，对表面微结构进行修正；
2）、使用循环去离子水对在混合溶液A中浸泡完成的黑硅硅片清洗1~3次，然后用氢氟酸和盐酸的混合溶液B清洗2~5分钟；
3）、再次使用循环去离子水对步骤2）中清洗过的黑硅硅片清洗1~3次，然后使用60~90℃的热风进行烘干；
4）、将步骤3）中烘干后的黑硅硅片至于氧气中，用低压水银灯产生的紫外光照射黑硅表面进行光清洗，光清洗时间为2~20min，处理完成后，黑硅硅片的黑硅层表面即清洗完成。
所述步骤1）混合溶液A中碳酸钠的质量浓度为2%~10%，吲哚丙酸的浓度为0.1%~2%。
所述步骤2）混合溶液B中氢氟酸的质量浓度为3%~6%，盐酸的质量浓度为8%~12%，溶液温度为常温。
所述步骤4）中的氧气流量为50~3000sccm。
一种黑硅电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
一）、 提供p型多晶黑硅硅片；
二）、用上述清洗方法对步骤一）中的黑硅层表面进行清洗；
三）、使用磷扩散法在黑硅层上制备发射极；
四）、对黑硅硅片进行常规刻蚀、表面钝化、丝网印刷、烧结和测试。
所述步骤一）p型多晶硅片规格为156±0.5mm*156±0.5mm， 厚度是180~230um，电阻率是1~3 Ω·cm。
本发明的有益效果在于：
1、本发明公开的方法，不仅能够提高黑硅电池的转换效率，工艺参数具体，便于控制，而且简单易行，适合工业化生产。
2、本发明的清洗方法不仅能清洗黑硅硅片的一般杂质还能清除表面的有机杂质，便于后道工序加工，最终能提高光电转化率。
附图说明
图1是本发明制备黑硅电池的流程图。
具体实施方式：
如附图1所示，下面对你发明做进一步阐述，
实施例一
一种黑硅电池的制备方法，其制备流程具体包括如下步骤：
将提供的黑硅硅片在碳酸钠浓度为2%~10%、吲哚丙酸浓度为0.1%~2%的混合溶液中浸泡10~60min，浸泡过程控制溶液温度在80~90℃，使用循环去离子水清洗1~3次，然后用氢氟酸和盐酸的混合溶液清洗2~5分钟，混合溶液中氢氟酸的质量浓度为3%~6%，盐酸的质量浓度为8%~12%，溶液温度为常温；再次使用循环去离子水清洗1~3次，然后使用热风进行烘干；将黑硅硅片至于氧气气氛中，氧气流量为50~3000sccm，用低压水银灯产生的紫外光照射黑硅表面进行光清洗，光清洗时间为2~20min，从而清除表面的有机杂质；处理完成后，黑硅硅片的黑硅层表面即清洗完成。使用磷扩散法在黑硅层上制备发射极，并对黑硅硅片进行常规刻蚀、表面钝化、丝网印刷、烧结和测试。
对比例一
将提供的黑硅硅片用氢氟酸和盐酸的混合溶液清洗，再使用循环去离子水清洗1~3次，然后使用热风进行烘干，在黑硅层上制备发射极，并进行常规刻蚀、表面钝化、丝网印刷和烧结，制得黑硅太阳能电池。
对上述实施例一和对比例一中的黑硅太阳能电池进行电性能测试，对比结果如表1所示：
| Isc | Uoc | FF | Eta | |
| 对比例一 | 8.867 | 0.6227 | 79.43 | 18.02 |
| 实施例一 | 8.930 | 0.6289 | 79.08 | 18.25 |
由表1可见，利用本发明方法制备的黑硅电池，比常规黑硅太阳能电池效率提高0.23%，效果显著。
以上所述实施例用以说明本发明，并非用以限制本发明，故凡数值之变或等效元件之置换仍应隶属本发明之范畴。
Claims (5)
1.一种黑硅表面清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)、将黑硅硅片放在温度为80～90℃的碳酸钠和吲哚丙酸的混合溶液A中浸泡10～60分钟，对表面微结构进行修正；
2)、使用循环去离子水对在混合溶液A中浸泡完成的黑硅硅片清洗1～3次，然后用氢氟酸和盐酸的混合溶液B清洗2～5分钟；
3)、再次使用循环去离子水对步骤2)中清洗过的黑硅硅片清洗1～3次，然后使用60～90℃的热风进行烘干；
4)、将步骤3)中烘干后的黑硅硅片至于氧气中，用低压水银灯产生的紫外光照射黑硅表面进行光清洗，光清洗时间为2～20min，处理完成后，黑硅硅片的黑硅层表面即清洗完成。
2.根据权利要求1所述一种黑硅表面的清洗方法，其特征在于：所述步骤1)混合溶液A中碳酸钠的质量浓度为2％～10％，吲哚丙酸的浓度为0.1％～2％。
3.根据权利要求1所述一种黑硅表面的清洗方法，其特征在于：所述步骤2)混合溶液B中氢氟酸的质量浓度为3％～6％，盐酸的质量浓度为8％～12％，溶液温度为常温。
4.根据权利要求3所述一种黑硅表面的清洗方法，其特征在于：所述步骤3)中烘干温度为45—55℃。
5.根据权利要求3所述一种黑硅表面的清洗方法，其特征在于：所述步骤4)中的氧气流量为50～3000sccm。
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