CN108550639A - 一种硅异质结太阳能电池界面处理剂及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅异质结太阳能电池界面处理剂及处理方法，用以解决现有技术对太阳能电池硅片清洗时存在的不足，提高电池的转换效率。硅异质结太阳能电池界面处理剂，其组分按重量百分比，包括：1%~20%的季铵盐，1%~10%的氧化剂，50%~90%的有机溶剂，其余为去离子水。硅异质结太阳能电池界面处理方法，包括：1）采用乙酸、双氧水、水的混合溶液清洗太阳能硅片，去离子水冲洗；2）采用权利要求1所述处理剂清洗经步骤1）处理所得太阳能硅片，去离子水冲洗。该处理剂及处理方法可以在提高硅片清洗效果的同时，降低硅片表面微粗糙度并解决金属污染问题，进而提高太阳能电池的效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种硅异质结太阳能电池界面处理剂及处理方法。
背景技术
太阳能电池是直接将太阳光能转化成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极将电能输出。晶体硅是太阳能电池的主要原料，在太阳能电池的制造中，硅片占整个电池制造成本的15％，因此提高硅片在各个加工工序中的成品率是降低太阳能电池成本的要素。在硅片加工过程中，外部媒介都可能导致硅片的污染，硅片表面的界面态会对电池性能有着举足轻重的影响，因此仅去除硅片表面沾污是远远不够的，清洗后呈现的表面化学态及粗糙度同样关键。
现有高效电池的硅片清洗普遍使用湿法清洗，是指利用化学试剂与吸附在硅片上的油污及杂质发生化学反应或溶解作用，使杂质从硅片表面脱附的过程，通常使用氢氟酸溶液、双氧水溶液等。但此种清洗法会增加硅衬底和氧化层界面的微粗糙度，甚至出现光电缺陷。与此同时，氢氟酸溶液的使用也会造成一些金属离子残留，增加少数载流子的表面复合，降低少子寿命，影响开路电压，进而影响电池光电转换效率。
发明内容
本发明实施例提供了一种硅异质结太阳能电池界面处理剂及处理方法，在提高硅片清洗效果的同时，降低硅片表面微粗糙度并解决金属污染问题，进而提高太阳能电池的效率。
本发明实施例提供的一种硅异质结太阳能电池界面处理剂，其组分按重量百分比，包括：1％～20％的季铵盐，1％～10％的有机氧化剂，50％～90％的有机溶剂，其余为去离子水。
在一种可能的实现方式中，有机溶剂在处理剂使用前加入混合。
在一种可能的实现方式中，季铵盐，包括四甲基氯化铵，四甲基溴化铵，四乙基溴化铵，N-甲基-N乙基吡咯烷卤化物，N-甲基-N乙基吡咯烷卤化物，N-甲基-N乙基吗啉卤化物的任一或任意组合；有机氧化剂，包括过甲酸、间氯过氧苯甲酸，双叔丁基过氧化物的任一或任意组合；有机溶剂，包括乙醇、丙酮、丙三醇、聚乙二醇、异丙醇的任一或任意组合；
在一种可能的实现方式中，其组分按重量百分比，包括：5％～8％的四甲基氯化铵，1％～3％的过甲酸，40％～60％的去离子水，以及使用前最后加入的40％～60％的乙醇。
本发明实施例还提供了一种硅异质结太阳能电池界面处理方法，包括：
1)采用乙酸、双氧水、水的混合溶液清洗太阳能硅片，去离子水冲洗；
2)采用上述任一一种可能的实现方式的处理剂清洗经步骤1)处理所得太阳能硅片，去离子水冲洗。
在一种可能的实现方式中，步骤2)完成之后还包括：
3)采用次氯酸钠、双氧水、水的混合溶液清洗经所述步骤2)处理所得太阳能硅片，去离子水冲洗。
在一种可能的实现方式中，步骤1)中其组分按重量百分比，乙酸为10％～30％，双氧水为0.5％～2％，其余为水。
在一种可能的实现方式中，步骤3)中其组分按重量百分比，次氯酸钠为5％～10％，双氧水为0.5％～2％，其余为水。
在一种可能的实现方式中，步骤2)中将太阳能硅片浸入所述处理剂中，于70-80℃的温度下清洗10-15分钟。
在一种可能的实现方式中，上述清洗后还包括降温过程，当温度降至30-40℃，超声波清洗10-15分钟。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种硅异质结太阳能电池界面处理剂及处理方法，该界面处理剂采用季铵盐、有机氧化剂、有机溶剂、去离子水的混合溶液对太阳能电池硅片进行刻蚀清洗。其中季铵盐可与溶于碱性溶液的杂质进行反应，另一方面可提供铵作为一些重金属离子的内配位体，形成络合物利于清除。有机氧化剂对硅片表面有微蚀刻作用，可以去除硅片表面的二氧化硅层，相对常用的氢氟酸来说，有机氧化剂可以有效降低硅片表面粗糙度，避免气液界面的颗粒物沾污。另外，在处理剂使用前加入有机溶剂，可以极大增加溶液的极性，提高去污效果。本发明实施例还提供一种硅异质结太阳能电池界面处理方法，使用乙酸、双氧水、水的混合溶液处理硅片后，使用上述处理剂，可以加强对太阳能电池硅片表面金属污染物的清洗效果，同时降低硅片表面粗糙度，提高太阳能电池硅片中少子的寿命，从而提高太阳能电池的效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种硅异质结太阳能电池界面处理方法流程图之一；
图2为本发明实施例提供的一种硅异质结太阳能电池界面处理方法流程图之二；
图3为本发明实施例提供的一种硅异质结太阳能电池界面处理方法流程图之三。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的硅异质结太阳能电池界面处理剂及处理方法的具体实施方式进行详细地说明。
本发明实施例提供了一种硅异质结太阳能电池界面处理剂，其组分按重量百分比，包括：1％～20％的季铵盐，1％～10％的有机氧化剂，50％～90％的有机溶剂，其余为去离子水。
其中，1％～20％的季铵盐，包括四甲基氯化铵，四甲基溴化铵，四乙基溴化铵，N-甲基-N乙基吡咯烷卤化物，N-甲基-N乙基吡咯烷卤化物，N-甲基-N乙基吗啉卤化物的任一或任意组合；1％～10％的氧化剂，包括过甲酸、间氯过氧苯甲酸，双叔丁基过氧化物的任一或任意组合；50％～90％的有机溶剂，包括乙醇、丙酮、丙三醇、聚乙二醇、异丙醇的任一或任意组合；其余为去离子水。
其中，季铵盐重量百分比优选5％～15％，如5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％。季铵盐可溶于水，溶液呈碱性，可与溶于碱性溶液的杂质进行反应，另一方面可提供铵作为一些重金属离子的内配位体，形成络合物利于清除。氧化剂为有机氧化剂，如过甲酸、间氯过氧苯甲酸，双叔丁基过氧化物的任一或任意组合。重量百分比优选1％～5％，如1％、2％、3％、4％、5％。有机氧化剂对硅片表面有微蚀刻作用，可以去除硅片表面的二氧化硅层，相对常用的氢氟酸来说，有机氧化剂的微蚀刻作用更加规律，可以有效降低硅片表面粗糙度，避免气液界面的颗粒物沾污。
有机溶剂选择可溶于水、极性好的溶剂，如乙醇、丙酮、丙三醇、聚乙二醇、异丙醇的任一或任意组合。有机溶剂的加入可以增加处理剂溶液极性，协同提高去污效果。
本发明实施例提供了一种硅异质结太阳能电池界面处理剂，其有机溶剂在处理剂使用前加入，快速混合，可实现最好的去污效果。
本发明实施例提供了一种硅异质结太阳能电池界面处理剂，其组分按重量百分比，包括：5％～8％的四甲基氯化铵，1％～3％的过甲酸，40％～60％的去离子水，以及使用前最后加入的40％～60％的乙醇。其中，四甲基氯化铵提供铵离子的同时，包含的氯离子也可和部分金属离子形成溶于水的络合物，增强络合效果。同时，在使用前加入的乙醇除增加极性提高除污效果外，还可和过甲酸进行缓慢反应，去除多余的过甲酸。
本发明实施例提供了一种硅异质结太阳能电池界面处理方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
S101、采用乙酸、双氧水、水的混合溶液清洗太阳能硅片，去离子水冲洗；
S102、采用季铵盐、有机氧化剂、有机溶剂和水的混合溶液对太阳能电池硅片进行清洗，去离子水冲洗。
本发明实施例提供的一种硅异质结太阳能电池界面处理方法包括：首先对太阳能电池硅片采用乙酸、双氧水、水的混合溶液清洗，然后去离子水冲洗。随后采用季铵盐、有机氧化剂、有机溶剂和水的混合溶液对太阳能电池硅片进行蚀刻清洗。本发明实施例提供的上述清洗方法中可以加强对太阳能电池硅片表面金属污染物的清洗效果，同时降低硅片表面粗糙度，提高太阳能电池硅片中少子的寿命，从而提高太阳能电池的效率。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述太阳能电池硅片的处理方法中，如图2所示，步骤S102采用四甲基氯化铵、过甲酸、乙醇和水的混合溶液对经过预清洗后的太阳能电池硅片进行刻蚀清洗，具体可以采用如下方式实现：
S201、将经过第一步清洗后的太阳能电池硅片放入四甲基氯化铵、过甲酸、乙醇和水的混合溶液中浸泡，迅速升温至70～80℃，保持10～15分钟后取出，并用去离子水对太阳能电池硅片进行冲洗。
需要说明的是，上述步骤S201可以进行1-3次循环清洗，即在四甲基氯化铵、过甲酸、乙醇和水的混合溶液中浸泡后用去离子冲洗，依次重复循环1-3次；较佳地，进行3次循环清洗，可以达到更好的清洗效果。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述太阳能电池硅片的清洗方法中，在四甲基氯化铵、过甲酸、乙醇和水的混合溶液中，四甲基氯化铵的质量百分比可以设置为5％至8wt％，过甲酸的质量百分比可以设置为1％至3wt％，乙醇和去离子水的质量百分比可以设置为40％至60％。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述太阳能电池硅片的清洗方法中，为了使清洗效果更佳，在四甲基氯化铵、过甲酸、乙醇和水的混合溶液中，四甲基氯化铵的质量百分比可以设置为5％，过甲酸的质量百分比可以设置为1％，乙醇的质量百分比可以设置为50％，其余为去离子水。
在具体实施时，四甲基氯化铵、过甲酸、乙醇和水的混合溶液中，四甲基氯化铵和过甲酸的质量百分比为5:1时，清洗效果最好。四甲基氯化铵的质量百分比增加有利于络合作用的增强，但四甲基氯化铵的质量百分比过大会使过甲酸的刻蚀效果变弱，所以不宜超过5wt％，过甲酸的质量百分比为1wt％时，匹配最优，能够发挥更好的清洗效果。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述太阳能电池硅片的清洗方法中，太阳能电池硅片在四甲基氯化铵、过甲酸、乙醇和水的混合溶液中的浸泡预设时间可以设置为10min至15min，这样设置的理由是时间低于10min会造成氧化层刻蚀不彻底，时间过长(大于15min)会使太阳能电池硅片表面粗糙度增加，不利于表面的钝化。进一步地，为了得到最佳的清洗效果，太阳能电池硅片在四甲基氯化铵、过甲酸、乙醇和水的混合溶液中的浸泡预设时间可以设置为12min。温度设置为70～80℃，有利于各个成分发挥作用。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述太阳能电池硅片的清洗方法中，如图3所示，还可以包括步骤3、采用次氯酸钠、双氧水、水的混合溶液清洗经所述步骤2)处理所得太阳能硅片，去离子水冲洗。具体可以采用如下方式：
S301、将太阳能电池硅片放入次氯酸钠、双氧水、水的混合溶液中浸泡预设时间后取出，并用去离子水对太阳能电池硅片进行冲洗；在该步骤中，在次氯酸钠、双氧水、水的混合溶液中，次氯酸钠为5％～10％，双氧水为0.5％～2％，其余为去离子水。
需要说明的是，将太阳能电池硅片放入次氯酸钠和双氧水的混合溶液中可以去除太阳能电池硅片表面的有机物、颗粒等；次氯酸钠可水解生成次氯酸和氢氧根离子，氢氧根离子以及次氯酸进一步分解形成的新生态氧可分解有机物。
下面以两个具体的实例详细的说明本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池界面处理剂及处理方法。
实例一：硅异质结太阳能电池界面处理方法的具体步骤如下：
步骤1、将太阳能电池硅片放入乙酸、双氧水、水的混合溶液中浸泡预设时间后取出，并用去离子水(DI water)对太阳能电池硅片进行冲洗，去除太阳能电池硅片表面的损伤层；
在具体实施时，首先，将太阳能电池硅片放入乙酸、双氧水、水的混合溶液中，其中乙酸为10％～30％，双氧水为0.5％～2％，其余为水，该混合溶液的温度优选设定为15℃到30℃，将太阳能电池硅片放入混合溶液中2min至10min后取出，取出后用DI water对太阳能电池硅片进行冲洗，冲洗时间优选为5min至10min。本发明具体实施例选择的太阳能电池硅片的类型为N型，太阳能电池硅片的厚度为185m，太阳能电池硅片的电阻率为1.5Ω·cm至4.5Ω·cm。
步骤2、将完成上述步骤的太阳能电池硅片放入四甲基氯化铵、过甲酸、乙醇和水的混合溶液中，在预设时间后取出，并用DI water对太阳能电池硅片进行冲洗；
在具体实施时，将太阳能电池硅片放入质量百分比为5％～8％的四甲基氯化铵，1％～3％的过甲酸，40％～60％的去离子水以及使用前最后加入的40％～60％的乙醇的混合溶液中中，该混合溶液的温度优选设定为75℃，将太阳能电池硅片放入该混合溶液中12min后取出，取出后用DI water对太阳能电池硅片进行冲洗，冲洗时间优选为5min至10min。
实例二：太阳能电池硅片的清洗方法的具体步骤如下：
步骤3、将太阳能电池硅片放入乙酸、双氧水、水的混合溶液中浸泡预设时间后取出，并用去离子水(DI water)对太阳能电池硅片进行冲洗，去除太阳能电池硅片表面的损伤层；
在具体实施时，首先，将太阳能电池硅片放入乙酸、双氧水、水的混合溶液中，其中乙酸为10％～30％，双氧水为0.5％～2％，其余为水，该混合溶液的温度优选设定为15℃到30℃，将太阳能电池硅片放入混合溶液中2min至10min后取出，取出后用DI water对太阳能电池硅片进行冲洗，冲洗时间优选为5min至10min。本发明具体实施例选择的太阳能电池硅片的类型为N型，太阳能电池硅片的厚度为185m，太阳能电池硅片的电阻率为1.5Ω·cm至4.5Ω·cm。
步骤4、将完成上述步骤的太阳能电池硅片放入四乙基溴化铵、间氯过氧苯甲酸、聚乙二醇和水的混合溶液中，在预设时间后取出，并用DI water对太阳能电池硅片进行冲洗；
在具体实施时，将太阳能电池硅片放入质量百分比为10％～15％的四乙基溴化铵，2％～5％的间氯过氧苯甲酸，50％～60％的去离子水以及使用前最后加入的30％～40％的聚乙乙醇的混合溶液中中，该混合溶液的温度优选设定为70℃，将太阳能电池硅片放入该混合溶液中10min后取出，取出后用DI water对太阳能电池硅片进行冲洗，冲洗时间优选为8min至12min。
步骤5、将完成上述步骤的太阳能电池硅片放入次氯酸钠、双氧水、水的混合溶液中浸泡预设时间后取出，并用DI water对太阳能电池硅片进行冲洗；
在具体实施时，次氯酸钠为5％～10％，双氧水为0.5％～2％，其余为去离子水。该混合溶液的温度优选设定为45℃，将太阳能电池硅片放入该混合溶液中浸泡15min后取出，取出后用去DI water对太阳能电池硅片进行冲洗，冲洗时间优选为5min至10min。
进一步地，为了比较出实例一和实例二的清洗效果，将实例一和实例二清洗出的本发明实施例提供的上述太阳能电池硅片以及采用传统RCA清洗方法清洗出的太阳能电池硅片采用等离子体增强化学气相沉积法制作出硅异质结太阳能电池。
传统RCA清洗方法具体步骤：将太阳能硅片放入硫酸、双氧水混合溶液(硫酸：双氧水＝3:1)15min，放到热水中冲洗；随后放入氨水、双氧水混合溶液(氨水：双氧水：水＝1：1：5)15min，取出放到热水中冲洗；之后放入盐酸、双氧水混合溶液(盐酸：双氧水：水＝1：1：5)15min，取出放热水中冲洗；最后放入10％的氢氟酸溶液中时间5～10s，去离子水冲洗时间20min。
硅异质结太阳能电池制作具体步骤如下：
步骤6、分别将步骤2、步骤5以及传统RCA清洗法清洗后的太阳能电池硅片放入甩干机中甩干；
步骤7、将甩干后的太阳能电池硅片放入PECVD设备中，在太阳能电池硅片两面沉积非晶硅本征层和掺杂层，形成ip/c-Si/in结构；设备温度可以设置在150℃；
步骤8、利用PVD设备，在上述步骤形成的ip/c-Si/in结构两面各沉积100nm厚度的TCO膜层，形成电池；
步骤9、用银浆料在上述步骤形成的电池两面丝网印刷电极；
步骤10、将上述步骤制作的电池放入退火炉中，在大气气氛下进行退火处理，退火温度可以设置为200℃，退火时间可以设置为30min；
步骤11、对经过退火处理后的电池进行少子寿命的测试，以及电池效率的测试。
经测试，实施例一中制作出的电池的少子寿命在4500-5500μs，光电转换效率为21.5％。实施例二中制作出的电池的少子寿命在4850-5760μs，光电转换效率为21.8％。传统RCA清洗法制作的电池的少子寿命在3900-4100μs，光电转换效率为19.7％。综上可以看出，采用本发明实施例的界面处理剂及处理方法清洗的太阳能硅片，制作的太阳能电池少子寿命及光电转换效率均优于传统RCA法清洗的硅片制作的电池。
本发明实施例提供的一种硅异质结太阳能电池界面处理剂及处理方法，该界面处理剂采用季铵盐、有机氧化剂、有机溶剂、去离子水的混合溶液对太阳能电池硅片进行刻蚀清洗。其中季铵盐可与溶于碱性溶液的杂质进行反应，另一方面可提供铵作为一些重金属离子的内配位体，形成络合物利于清除。有机氧化剂对硅片表面有微蚀刻作用，可以去除硅片表面的二氧化硅层，相对常用的氢氟酸来说，有机氧化剂可以有效降低硅片表面粗糙度，避免气液界面的颗粒物沾污。另外，在处理剂使用前加入有机溶剂，可以极大增加溶液的极性，提高去污效果。本发明实施例还提供一种硅异质结太阳能电池界面处理方法，使用乙酸、双氧水、水的混合溶液处理硅片后，使用实施例的处理剂，可以加强对太阳能电池硅片表面金属污染物的清洗效果，同时降低硅片表面粗糙度，提高太阳能电池硅片中少子的寿命，从而提高太阳能电池的效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种硅异质结太阳能电池界面处理剂，其特征在于，其组分按重量百分比，包括：
1％～20％的季铵盐，1％～10％的有机氧化剂，50％～90％的有机溶剂，其余为去离子水。
2.根据权利要求1所述的处理剂，其特征在于，所述有机溶剂在所述处理剂使用前加入混合。
3.根据权利要求1所述的处理剂，其特征在于，
所述季铵盐，包括四甲基氯化铵，四甲基溴化铵，四乙基溴化铵，N-甲基-N乙基吡咯烷卤化物，N-甲基-N乙基吡咯烷卤化物，N-甲基-N乙基吗啉卤化物的任一或任意组合；
所述有机氧化剂，包括过甲酸、间氯过氧苯甲酸，双叔丁基过氧化物的任一或任意组合；
所述有机溶剂，包括乙醇、丙酮、丙三醇、聚乙二醇、异丙醇的任一或任意组合。
4.根据权利要求1所述的处理剂，其特征在于，其组分按重量百分比，包括：5％～8％的四甲基氯化铵，1％～3％的过甲酸，40％～60％的去离子水，以及使用前最后加入的40％～60％的乙醇。
5.一种硅异质结太阳能电池界面处理方法，其特征在于，包括：
1)采用乙酸、双氧水、水的混合溶液清洗太阳能硅片，去离子水冲洗；
2)采用权利要求1至4任一所述的处理剂清洗经步骤1)处理所得太阳能硅片，去离子水冲洗。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述步骤2)完成之后还包括：
3)采用次氯酸钠、双氧水、水的混合溶液清洗经所述步骤2)处理所得太阳能硅片，去离子水冲洗。
7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述步骤1)中其组分按重量百分比，乙酸为10％～30％，双氧水为0.5％～2％，其余为去离子水。
8.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述步骤3)中其组分按重量百分比，次氯酸钠为5％～10％，双氧水为0.5％～2％，其余为去离子水。
9.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述步骤2)中将太阳能硅片浸入所述处理剂中，于70～80℃的温度下清洗10～15分钟。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，清洗后还包括降温过程，当温度降至30～40℃，超声波清洗10～15分钟。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1328697A (zh) * | 1998-11-24 | 2001-12-26 | 大金工业株式会社 | 蚀刻溶液,蚀刻制品和制造蚀刻制品的方法 |
| CN1639846A (zh) * | 2002-01-28 | 2005-07-13 | 三菱化学株式会社 | 半导体器件用基板的清洗液及清洗方法 |
| CN102157355A (zh) * | 2009-10-14 | 2011-08-17 | 罗门哈斯电子材料有限公司 | 半导体晶片的清洁和微蚀刻的方法 |
| CN103717687A (zh) * | 2011-08-09 | 2014-04-09 | 巴斯夫欧洲公司 | 处理硅基材表面的含水碱性组合物和方法 |
| CN105524748A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-27 | 台氟科技股份有限公司 | 电子元件清洁剂及其使用方法 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1328697A (zh) * | 1998-11-24 | 2001-12-26 | 大金工业株式会社 | 蚀刻溶液,蚀刻制品和制造蚀刻制品的方法 |
| CN1639846A (zh) * | 2002-01-28 | 2005-07-13 | 三菱化学株式会社 | 半导体器件用基板的清洗液及清洗方法 |
| CN102157355A (zh) * | 2009-10-14 | 2011-08-17 | 罗门哈斯电子材料有限公司 | 半导体晶片的清洁和微蚀刻的方法 |
| CN103717687A (zh) * | 2011-08-09 | 2014-04-09 | 巴斯夫欧洲公司 | 处理硅基材表面的含水碱性组合物和方法 |
| CN105524748A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-27 | 台氟科技股份有限公司 | 电子元件清洁剂及其使用方法 |
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