CN108766869A - 一种太阳能电池硅片槽式清洗方法 - Google Patents

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卫春燕
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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池硅片槽式清洗方法，属于晶硅太阳能电池技术领域。本发明的方法先采用氨水、双氧水和水的混合液对太阳能电池硅片进行处理；再使用盐酸、双氧水和水的混合液或者盐酸、双氧水、氢氟酸和水的混合液对太阳能电池硅片进行处理；然后进行慢提拉脱水处理；最后烘干处理得到太阳能电池硅片。本发明的技术方案适用于单晶、多晶和类单晶，基体选择不受限制，并且本发明的清洗液配制方便，节约成本。采用本发明的清洗去除方法，可以彻底去除这些残留的金属离子或者其它杂质，从而保证了太阳能电池片的光电转换效率。

Description

一种太阳能电池硅片槽式清洗方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池硅片槽式清洗方法，属于晶硅太阳能电池技术领域。
背景技术
目前在晶硅太阳能电池领域，比较常见的三种晶硅基体电池是多晶、单晶、类单晶，常规单晶一般采取碱制绒的方式，形成金字塔状结构，黑硅制绒主要针对多晶或者类单晶进行绒面制备。目前无论是单晶或者黑硅制绒，都是采用双面制绒方式，即：承载盒的每个卡槽插一片硅片，这就限制了产能的提升。实际上，单晶或者黑硅制绒，都是只需要硅片的一面吸收光能，起到陷光效应，从而增加光电转化效率，而硅片的另一面则不需要制作绒面形成陷光效应，如果保留这一面的切割损伤层，反而能起到损伤层吸杂的作用，从而提升光电转换效率。
基于以上事实，单面制绒应运而生，即：承载盒的每个卡槽插两片硅片，这样在制绒的过程中，两片硅片的外侧面就会形成陷光效应的绒面结构，而内侧面因为两片硅片贴在一起，保留了切割损伤层。实现了一面制作起陷光效应的绒面结构、另一面保留了起损伤层吸杂作用的切割损伤层，从而提升了太阳能电池的光电转换效率。
但是即使使用单面制绒技术，由于分子运动原理，两片硅片之间难以避免有金属离子或者其它杂质进入，这些金属离子或者其它杂质如果没有进一步清洗去除，会在太阳能电池中形成严重的复合中心，从而降低光电转换效率。
目前主要采用链式水平清洗方法，由于这种清洗方法，硅片和设备滚轮存在接触，金属离子和其它杂质容易残留在滚轮上面，不易彻底清洗，导致光电转换效率偏低。
发明内容
为解决这些问题，本发明的目的是提供一种太阳能电池硅片槽式清洗方法，这种方法能彻底去除这些残留的金属离子或者其他杂质，从而保证了太阳能电池片的光电转换效率。
本发明的第一个目的是提供一种太阳能电池硅片槽式清洗方法，包括如下步骤：
(1)使用氨水、双氧水和水的混合液对太阳能电池硅片进行处理；
(2)将步骤(1)处理后的太阳能电池硅片进行水洗，然后使用盐酸、双氧水和水的混合液或者盐酸、双氧水、氢氟酸和水的混合液对太阳能电池硅片进行处理；
(3)如果步骤(2)使用盐酸、双氧水和水的混合液，则将步骤(2)处理后的太阳能电池硅片进行水洗，然后使用氢氟酸和水的混合液对太阳能电池硅片进一步处理；如果步骤(2)使用盐酸、双氧水、氢氟酸和水的混合液，则直接进行步骤(4)；
(4)将步骤(3)的太阳能电池硅片进行水洗，然后进行慢提拉脱水处理；
(5)将步骤(4)处理后的太阳能电池硅片进行烘干处理。
在本发明的一种实施方式中，所述太阳能电池硅片的晶型为单晶、多晶或类单晶。
在本发明的一种实施方式中，在步骤(1)中，氨水浓度为0.05-10％，双氧水浓度为0.05-10％。
在本发明的一种实施方式中，在步骤(1)中，并联进行若干次氨水、双氧水和水混合液处理。
在本发明的一种实施方式中，在步骤(2)中，盐酸浓度为1-10％，双氧水浓度为1-10％。
在本发明的一种实施方式中，在步骤(2)中，并联进行若干次盐酸、双氧水和水混合液处理。
在本发明的一种实施方式中，在步骤(3)中，氢氟酸浓度为2-15％。
在本发明的一种实施方式中，在步骤(4)中，并联进行若干次慢提拉处理。
在本发明的一种实施方式中，在步骤(5)中并联进行若干次烘干处理。
本发明的有益效果：
本发明的技术方案适用于单晶、多晶和类单晶，基体选择不受限制，并且本发明的清洗液配制方便，节约成本。采用本发明的清洗去除方法，可以彻底去除这些残留的金属离子或者其它杂质，从而保证了太阳能电池片的光电转换效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例
本实施例提供了一种太阳能电池硅片表面金属离子和其它杂质的槽式去除方法，具体方法如下：
(1)对黑硅单面制绒后的多晶硅片，使用浓度为1％的氨水、浓度为1％的双氧水和水的混合溶液对硅片表面存在的金属离子和其它杂质进行初步去除处理；
(2)将步骤(1)处理后的硅片经过水洗后，使用浓度为5％的盐酸、浓度为5％的双氧水和水的混合液对硅片进行再次清洗；
(3)步骤(2)处理后的硅片经过水洗后，使用浓度为5％的氢氟酸和水的混合液对硅片表面的氧化层进行去除处理；
(4)将步骤(3)处理后的硅片经过水洗后，进行慢提拉脱水处理；
(5)将上述步骤处理后的硅片进行烘干处理，完成整个工艺流程。
对比例
本对比例提供了一种太阳能电池黑硅单面制绒方法，具体方法如下：
(1)硅片承载盒的每个卡槽插两片多晶硅片，使用氢氧化钾(KOH)水溶液对多晶硅片进行表面化学腐蚀处理，以去除多晶硅表面的损伤层，处理时间为180s，处理温度为85℃，其中，KOH水溶液的浓度为5％。
(2)将步骤(1)处理后的硅片经水洗后进行沉银、挖孔、脱银、扩孔、修饰、酸洗等处理。
(3)将步骤(2)处理后的硅片经水洗、烘干，即完成黑硅单面制绒处理工艺。
表1不同处理工艺下单面制绒多晶硅片的电性能参数
硅片 Uoc Isc FF Rs Rsh EFF
实施例 0.6370 9.1137 80.76 0.0011 586 19.08％
对比例 0.6360 9.071 80.32 0.0016 452 18.88％
其中，表1中的Voc代表开路电压，Isc代表短路电流，FF代表填充因子， Rs代表串联电阻，Rsh代表并联电阻，EFF代表转换效率。
从表1中可以看出，采用本发明的方法所处理的多晶硅，其电性能参数均与作为对照的对比例相比较，光电转换效率提升0.2％。可见，采用本发明提供的硅片表面金属离子和其它杂质的去除方法，与未做金属离子和其它杂质去除的单面制绒工艺相比，有很大优势。
本发明采用将实施例的步骤(2)和步骤(3)合并为一个步骤，直接采用 5％盐酸、5％双氧水、5％氢氟酸和水的混合液进行处理，发现与实施例的效果比较一致，光电转化效率也提高了0.2％。
本发明还采用实施例的方法但是缺少步骤(3)中添加浓度为5％的氢氟酸和水的混合液进行处理的步骤，发现太阳能电池硅片表面金属离子和其它杂质并不能完全清除，转化效率较低。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种太阳能电池硅片槽式清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)使用氨水、双氧水和水的混合液对太阳能电池硅片进行处理；
(2)将步骤(1)处理后的太阳能电池硅片进行水洗，然后使用盐酸、双氧水和水的混合液或者盐酸、双氧水、氢氟酸和水的混合液对太阳能电池硅片进行处理；
(3)如果步骤(2)使用盐酸、双氧水和水的混合液，则将步骤(2)处理后的太阳能电池硅片进行水洗，然后使用氢氟酸和水的混合液对太阳能电池硅片进一步处理；如果步骤(2)使用盐酸、双氧水、氢氟酸和水的混合液，则直接进行步骤(4)；
(4)将步骤(3)的太阳能电池硅片进行水洗，然后进行慢提拉脱水处理；
(5)将步骤(4)处理后的太阳能电池硅片进行烘干处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述太阳能电池硅片的晶型为单晶、多晶或类单晶。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，氨水浓度为0.05-10％，双氧水浓度为0.05-10％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，并联进行若干次氨水、双氧水和水混合液处理。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，盐酸浓度为1-10％，双氧水浓度为1-10％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，氢氟酸浓度为2-15％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，并联进行若干次盐酸、双氧水和水混合液处理或并联进行若干次盐酸、双氧水、氢氟酸和水的混合液处理。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，氢氟酸浓度为2-15％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中并联进行若干次慢提拉处理。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中并联进行若干次烘干处理。
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