CN111969078A - 单晶硅片的制绒方法、单晶硅太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单晶硅片的制绒方法、单晶硅太阳能电池及其制备方法。上述单晶硅片的制绒方法包括如下步骤：对单晶硅片采用第一混合溶液进行前清洗，第一混合溶液包括质量比为3:8～3:10的碱性试剂与H2O2；对单晶硅片进行制绒；对单晶硅片依次采用第二混合溶液和混合酸液进行后清洗，然后干燥，其中，第二混合溶液包括质量比为3:8～3:10的碱性试剂与H2O2，混合酸液包括体积比为2:3～2.5:3的氢氟酸和盐酸。上述单晶硅片的制绒方法能够使硅片表面快速脱水，不容易残留脏污，从而避免硅片黑点产生，提升产品良率，进而改善电池片的电性能。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种单晶硅片的制绒方法、单晶硅太阳能电池及其制备方法。
背景技术
单晶硅片快速制绒的过程中，杂质容易在硅片表面残留，造成外观不良而影响产品良率。传统方法多是通过频繁换水或换液来解决此类问题，但是此种方法会增加非硅成本且时间周期较长，降低了生产效率。
发明内容
基于此，有必要提供一种对生产效率影响较小且能够提高产品良率的单晶硅片的制绒方法。
此外，还有必要提供一种单晶硅太阳能电池及其制备方法。
一种单晶硅片的制绒方法，包括如下步骤：
对单晶硅片采用第一混合溶液进行前清洗，所述第一混合溶液包括质量比为3:8～3:10的碱性试剂与H2O2；
对前清洗后的所述单晶硅片进行制绒；及
对制绒后的所述单晶硅片依次采用第二混合溶液和混合酸液进行后清洗，然后干燥，其中，所述第二混合溶液包括质量比为3:8～3:10的碱性试剂与H2O2，所述混合酸液包括体积比为2:3～2.5:3的氢氟酸和盐酸，所述氢氟酸中HF的质量浓度为40％～55％，所述盐酸中HCl的质量浓度为30％～45％。
在其中一个实施例中，在所述后清洗的步骤之后，在所述干燥的步骤之前，还包括采用温度为80℃～100℃的热水对后清洗后的所述单晶硅片进行清洗的步骤。
在其中一个实施例中，所述采用温度为80℃～100℃的热水对后清洗后的所述单晶硅片进行清洗的步骤中，清洗的时间为8min～15min。
在其中一个实施例中，所述第一混合溶液由体积比为1:4～1:5的碱性溶液与双氧水溶液混合而成，所述碱性溶液中，所述碱性试剂的质量浓度为40％～50％，所述双氧水溶液中，所述H2O2的质量浓度为25％～35％；所述第二混合溶液由体积比为1:4～1:5的碱性溶液与双氧水溶液混合而成，所述碱性溶液中，所述碱性试剂的质量浓度为40％～50％，所述双氧水溶液中，所述H2O2的质量浓度为25％～35％。
在其中一个实施例中，所述碱性试剂选自氢氧化钠及氢氧化钾中的至少一种。
在其中一个实施例中，采用所述第一混合溶液进行前清洗的步骤中，温度为60℃～90℃，时间为150s～250s。
在其中一个实施例中，采用所述第二混合溶液进行后清洗的步骤中，温度为60℃～90℃，时间为150s～250s。
在其中一个实施例中，采用所述混合酸液进行后清洗的步骤中，清洗时间为150s～300s。
在其中一个实施例中，在所述对单晶硅片采用第一混合溶液进行前清洗的步骤之前，还包括采用碱性溶液对所述单晶硅片进行去除损伤层处理的步骤；及/或，
在所述对单晶硅片采用第一混合溶液进行前清洗的步骤之后、所述制绒的步骤之后、采用所述第二混合溶液进行清洗的步骤之后、采用所述混合酸液进行清洗的步骤之后均包括水洗的步骤。
在其中一个实施例中，每次水洗的时间为100s～200s。
一种单晶硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
将单晶硅片进行制绒处理，所述制绒处理的步骤采用上述的单晶硅片的制绒方法；及
将制绒处理后的所述单晶硅片依次进行扩散、刻蚀、镀膜，再形成电极，制备单晶硅太阳能电池。
一种单晶硅太阳能电池，采用上述的单晶硅太阳能电池的制备方法制备得到。
上述单晶硅片的制绒方法通过对第一混合溶液、第二混合溶液及混合酸液的配方的调整，使得在无需频繁更换水和清洗液的情况下，不仅能够有效去除硅片表面黏附的杂质，也可去除硅片中的一些Fe、Cu等金属离子，使硅片表面快速脱水，不容易残留脏污，从而避免硅片黑点产生，提升产品良率，进而改善电池片的电性能。因此，上述单晶硅片的制绒方法具有不增加生产成本、不影响生产效率且能够提高产品良率的优点。
附图说明
图1为一实施方式的单晶硅片的制绒方法的工艺流程图；
图2为按实施例1的制绒方法所处理的单晶硅片的SEM图；
图3为按对比例1的制绒方法所处理的单晶硅片的SEM图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体实施方式对本发明进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1，一实施方式的单晶硅片的制绒方法，包括如下步骤：
步骤S110：对单晶硅片采用第一混合溶液进行前清洗。
具体地，第一混合溶液包括质量比为3:8～3:10的碱性试剂与H2O2。具体地，第一混合溶液中碱性试剂与H2O2的质量比为3:8、3:9或3:10。在其中一个实施例中，第一混合溶液由体积比为1:4～1:5的碱性溶液与双氧水溶液混合而成。其中，碱性溶液中碱性试剂的质量浓度为40％～50％，双氧水溶液中H2O2的质量浓度为25％～35％。
实验证明，采用上述组成及配比的第一混合溶液对单晶硅片进行清洗，利用H2O2在碱性试剂中的清洗能力，能够将硅片表面的杂质有效去除。碱性试剂与H2O2的质量比过高会腐蚀硅片过度，造成硅片表面坑洼不平，过低会达不到初抛的目的。
在其中一个实施例中，碱性试剂选自氢氧化钠及氢氧化钾中的至少一种。进一步地，碱性试剂为氢氧化钾。
具体地，采用第一混合溶液进行前清洗的步骤中，温度为60℃～90℃，时间为150s～250s。在其中一个实施例中，清洗温度为60℃、70℃、80℃或90℃。清洗时间为150s、180s、200s、210s、240s或250s。
具体地，在对单晶硅片采用第一混合溶液进行前清洗的步骤之前，还包括采用碱性溶液对单晶硅片进行去除损伤层(SDR)处理的步骤。其中，碱性溶液为质量浓度为40％～50％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。采用碱性溶液对单晶硅片进行处理的目的是去除硅片的损伤层，更加有利于制绒后制备出小而均匀金字塔形貌的绒面结构。
在其中一个实施例中，采用碱性溶液进行清洗的步骤中，温度为60℃～90℃。清洗时间为100s～200s。可以理解，上述工艺参数仅作为一个示例，在其他实施例中，采用碱性溶液进行前清洗的步骤还可以为本领域常用的步骤。
具体地，在对单晶硅片采用第一混合溶液进行前清洗的步骤之后，还包括水洗的步骤。具体地，水洗的时间为100s～200s。所用的水为超纯水。采用超纯水进行清洗，能够避免水中的杂质对硅片的性能造成影响。
步骤S120：对前清洗后的单晶硅片进行制绒。
在其中一个实施例中，制绒的步骤中所用的试剂包括碱性试剂、制绒添加剂及水。具体地，碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钾。添加剂包括成核剂、表面活性剂、分散剂、催化剂和消泡剂等。在其中一个实施例中，制绒中所用到试剂由质量浓度为40％～50％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液与添加剂以体积比为7:1～4:1的比例混合而得到。例如，制绒的步骤中，温度为70℃～90℃。制绒的时间为400s～600s。可以理解，上述仅列出了制绒步骤中的一种工艺参数，在其他实施例中，制绒中所用的试剂及处理步骤不限于为上述试剂及步骤，还可以为本领域常用的方式，在此不再赘述。
步骤S130：对制绒后的单晶硅片依次采用第二混合溶液和混合酸液进行后清洗，然后干燥。
具体地，第二混合溶液包括质量比为3:8～3:10的碱性试剂与H2O2。具体地，第二混合溶液中碱性试剂与H2O2的质量比为3:8、3:9或3:10。在其中一个实施例中，第二混合溶液由碱性溶液与双氧水溶液以体积比为1:4～1:5的比例混合而成。其中，碱性溶液中碱性试剂的质量浓度为40％～50％，双氧水溶液中H2O2的质量浓度为25％～35％。可以理解，在其他实施例中，第二混合溶液不限于由上述浓度的碱性溶液和双氧水溶液混合而成。
在其中一个实施例中，碱性试剂选自氢氧化钠及氢氧化钾中的至少一种。进一步地，碱性试剂为氢氧化钾。
具体地，采用第二混合溶液进行后清洗的步骤中，温度为60℃～90℃，时间为150s～250s。在其中一个实施例中，清洗温度为60℃、70℃、80℃或90℃。清洗时间为150s、180s、200s、210s、240s或250s。
实验证明，采用上述组成及配比的第二混合溶液对制绒后的单晶硅片进行后清洗，利用在碱性试剂中的清洗能力，将硅片表面的杂质去除，使制绒表面裸露硅基质，更容易脱水。
可以理解，第一混合溶液和第二混合溶液中的碱性试剂的用量可以相同，也可以不同。
在其中一个实施例中，混合酸液包括体积比为2:3～2.5:3的氢氟酸与盐酸。具体地，氢氟酸中HF的质量浓度为40％～55％，盐酸中HCl的质量浓度为30％～45％。在其中一个实施例中，混合酸液由氢氟酸和盐酸以体积比为2:3、2.1:3、2.2:3、2.3:3、2.4:3或2.5:3混合而成。
混合酸液中的氢氟酸可除去硅片表面氧化硅层，形成疏水表面，便于吹干，盐酸中的氯离子有携带金属离子的能力，可用于去除硅片表面金属离子。实验证明，上述配比的混合酸液能够加速去除粘附在硅片表面的Fe、Cu、等金属，增加对单晶硅片的清洗力度。并结合第一混合溶液和第二混合溶液中组成的调整，增加药液对硅片的清洗力度，促使硅片表面快速脱水，不容易残留赃物污，从而避免硅片黑点产生，提升产品良率，从而也可以改善单晶硅片用作电池时的电性能，对电池的衰减也有好处。氢氟酸和盐酸的比例较低，无法有效除去硅片表面的杂质及金属离子。若氢氟酸和盐酸的比例较高，会造成酸残留，硅片表面脏污明显，对电性能也有一定的影响。
具体地，对单晶硅片采用混合酸液进行后清洗的步骤中，清洗时间为150s～300s。清洗温度为室温。在其中一个实施例中，室温指10℃～30℃。
进一步地，在对制绒后的单晶硅片依次采用第二混合溶液和混合酸液进行后清洗的步骤之后，在干燥的步骤之前，还包括采用温度为80℃～100℃的热水对后清洗后的单晶硅片进行清洗的步骤。具体地，清洗的时间为8min～15min。在其中一个实施例中，热水的温度为80℃、85℃、90℃、95℃或100℃。采用热水清洗的步骤中，清洗时间为8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min或15min。采用长时间热水清洗可以有效脱酸，达到快速脱水的目的，减少硅片表面杂质残留，还能加快烘干速度。并结合调整第一混合溶液、第二混合溶液及混合酸液的配比，使得烘干后的硅片表面更加干净，从而改善黑点不良，提高产品良率。
在其中一个实施例中，干燥的温度为80℃～100℃，干燥的时间为400s～800s。上述仅给出了干燥温度和时间的一种示例，可以理解，在其他实施例中，干燥温度和时间还可以为本领域常用的方式，在此不再赘述。
具体地，在制绒的步骤之后、采用第二混合溶液进行清洗的步骤之后、采用混合酸液进行清洗的步骤之后均包括水洗的步骤。在其中一个实施例中，每次水洗的时间可以为100s～200s。水洗的步骤在室温下进行。
传统的单晶硅片的制绒方法中通过换水或换液的方式减少黑点不良，但是此种方法增加了非硅成本，且耗时周期较长，对产能损失比较大，不利于连续生产。而本实施方式的单晶硅片的制绒方法通过对第一混合溶液、第二混合溶液及混合酸液的配方的调整，不仅能够去除硅片表面黏附的杂质，也可去除硅片中的一些Fe、Cu等金属离子，既可以改善电池片的电性能，对电池片的衰减也有好处。同时采用较长时间的热水清洗可以有效脱酸和达到快速脱水的目的，减少硅片表面杂质残留，还能加快烘干速度。因此，上述单晶硅片的制绒方法能够去除杂质，使硅片表面快速脱水，不容易残留脏污，从而避免硅片黑点产生，提升产品良率。
一实施方式的单晶硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
步骤S210：将单晶硅片进行制绒处理。
其中，制绒处理的步骤采用上述实施方式的单晶硅片的制绒方法。
步骤S220：将制绒处理后的单晶硅片依次进行扩散、刻蚀、镀膜，再形成电极，制备单晶硅太阳能电池。
具体地，单晶硅太阳能电池为PERC电池。对制绒处理的单晶硅片处理的步骤可以为本领域常用的步骤，在此不再赘述。例如，扩散的步骤可以为：将制绒处理后的单晶硅片放入充有氯氧磷的扩散炉内，以使单晶硅片的表面形成PN结。刻蚀的步骤可以为：使用强酸溶液去除单晶硅片的侧壁和背面的PN结等。
具体地，扩散处理的步骤之后，刻蚀处理的步骤之后，还包括激光SE处理的步骤。镀膜处理的步骤包括正面镀膜和背面镀膜。刻蚀的步骤之后，镀膜处理的步骤之前，还包括热氧化处理的步骤。镀膜处理的步骤之后，形成电极的步骤之前，还包括激光开槽处理的步骤。形成电极的步骤采用丝网印刷的方式。
在其中一个实施例中，步骤S220为：将制绒处理后的单晶硅片依次进行扩散、激光SE、刻蚀、热氧化、双面镀膜、激光开槽及丝网印刷处理，制备单晶硅太阳能电池。
上述单晶硅太阳能电池的制备方法对单晶硅片的制绒过程进行改善，具体通过对第一混合溶液、第二混合溶液及混合酸液的配方的调整，不仅能够去除硅片表面黏附的杂质，也可去除硅片中的一些Fe、Cu等金属离子，既可以改善电池片的电性能，对电池片的衰减也有好处。同时采用较长时间的热水清洗可以有效脱酸和达到快速脱水的目的，减少硅片表面杂质残留，还能加快烘干速度。因此，上述单晶硅片的制绒方法能够去除杂质，使硅片表面快速脱水，不容易残留脏污，从而避免硅片黑点产生，提升产品良率，进而改善了制备得到的单晶硅太阳能电池的电性能。
本发明还提供一实施方式的单晶硅太阳能电池，由上述实施方式的单晶硅太阳能电池的制备方法制备得到。
以下为具体实施例部分，实施例中所用的制绒设备为捷佳创制绒设备：
实施例1
本实施例的单晶硅片的制绒过程具体如下：
(1)在75℃条件下，采用质量浓度为45％的氢氧化钠溶液对单晶硅片进行SDR处理150s，SDR处理后的单晶硅片在温度为75℃的第一混合溶液中进行前清洗200s，第一混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:4.5的比例混合得到，然后用纯水对单晶硅片进行清洗180s。
(2)将步骤(1)处理后的单晶硅片置于制绒槽中，在80℃条件下，利用质量浓度为45％的氢氧化钾和添加剂以体积比为6:1的比例混合的混合液对步骤(1)处理后的单晶硅片进行处理500s，使硅片表面形成一层均匀的金字塔绒面。
(3)对步骤(2)处理后的单晶硅片先在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为75℃的第二混合溶液进行后清洗200s，第二混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:4.5的比例混合得到，再将单晶硅片在室温条件下进行水洗120s，水洗后的单晶硅片用混合酸液清洗200s，混合酸液由质量浓度为49％的氢氟酸和质量浓度为37％的盐酸按体积比为2:3的比例混合而成。酸洗后的单晶硅片再在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为90℃的热水进行清洗10min。
(4)对热水清洗后的单晶硅片在85℃下进行烘干处理10min，得到制绒后的单晶硅片。
实施例2
本实施例的单晶硅片的制绒过程具体如下：
(1)在75℃条件下，采用质量浓度为45％的氢氧化钠溶液对单晶硅片进行SDR处理150s，SDR处理后的单晶硅片在温度为75℃的第一混合溶液中进行前清洗200s，第一混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:5的比例混合得到，然后用纯水对单晶硅片进行清洗180s。
(2)在80℃条件下，利用质量浓度为45％的氢氧化钾和添加剂以体积比为6:1的比例混合的混合液对步骤(1)处理后的单晶硅片进行处理500s，使硅片表面形成一层均匀的金字塔绒面。
(3)对步骤(2)处理后的单晶硅片先在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为75℃的第二混合溶液进行后清洗200s，第二混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:5的比例混合得到，再将单晶硅片在室温条件下进行水洗120s，水洗后的单晶硅片用混合酸液清洗200s，混合酸液由质量浓度为49％的氢氟酸和质量浓度为37％的盐酸按体积比为2.5:3的比例混合而成。酸洗后的单晶硅片再在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为95℃的热水进行清洗8min。
(4)对热水清洗后的单晶硅片在85℃下进行烘干处理10min，得到制绒后的单晶硅片。
实施例3
本实施例的单晶硅片的制绒过程具体如下：
(1)在75℃条件下，采用质量浓度为45％的氢氧化钠溶液对单晶硅片进行SDR处理150s，SDR处理后的单晶硅片在温度为75℃的第一混合溶液中进行前清洗200s，第一混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:4的比例混合得到，然后用纯水对单晶硅片进行清洗180s。
(2)在80℃条件下，利用质量浓度为45％的氢氧化钾和添加剂以体积比为6:1的比例混合的混合液对步骤(1)处理后的单晶硅片进行处理500s使硅片表面形成一层均匀的金字塔绒面。
(3)对步骤(2)处理后的单晶硅片先在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为75℃的第二混合溶液进行后清洗200s，第二混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:4的比例混合得到，再将单晶硅片在室温条件下进行水洗120s，水洗后的单晶硅片用混合酸液清洗200s，混合酸液由质量浓度为49％的氢氟酸和质量浓度为37％的盐酸按体积比为2.2:3的比例混合而成。酸洗后的单晶硅片再在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为80℃的热水进行清洗15min。
(4)对热水清洗后的单晶硅片在85℃下进行烘干处理10min，得到制绒后的单晶硅片。
实施例4
本实施例的单晶硅片的制绒过程具体如下：
(1)在75℃条件下，采用质量浓度为45％的氢氧化钠溶液对单晶硅片进行SDR处理150s，SDR处理后的单晶硅片在温度为75℃的第一混合溶液中进行前清洗200s，第一混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:4.5的比例混合得到，然后用纯水对单晶硅片进行清洗180s。
(2)在80℃条件下，利用质量浓度为45％的氢氧化钾和添加剂以体积比为6:1的比例混合的混合液对步骤(1)处理后的单晶硅片进行处理500s，使硅片表面形成一层均匀的金字塔绒面。
(3)对步骤(2)处理后的单晶硅片先在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为75℃的第二混合溶液进行后清洗200s，第二混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:4.5的比例混合得到，再将单晶硅片在室温条件下进行水洗120s，水洗后的单晶硅片用混合酸液清洗200s，混合酸液由质量浓度为49％的氢氟酸和质量浓度为37％的盐酸按体积比为2:3的比例混合而成。酸洗后的单晶硅片再在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为90℃的热水进行清洗4min。
(4)对热水清洗后的单晶硅片在85℃下进行烘干处理10min，得到制绒后的单晶硅片。
对比例1
对比例1的单晶硅片的制绒过程具体如下：
(1)在75℃条件下，采用质量浓度为45％的氢氧化钠溶液对单晶硅片进行SDR处理150s，SDR处理后的单晶硅片在温度为75℃的第一混合溶液中进行前清洗200s，第一混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:2的比例混合得到，然后用纯水对单晶硅片进行清洗180s。
(2)在80℃条件下，利用质量浓度为45％的氢氧化钾和添加剂以体积比为6:1的比例混合的混合液对步骤(1)处理后的单晶硅片进行处理500s，使硅片表面形成一层均匀的金字塔绒面。
(3)对步骤(2)处理后的单晶硅片先在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为75℃的第二混合溶液进行后清洗200s，第二混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:2的比例混合得到，再将单晶硅片在室温条件下进行水洗120s，水洗后的单晶硅片用混合酸液清洗200s，混合酸液由质量浓度为49％的氢氟酸和质量浓度为37％的盐酸按体积比为2:3的比例混合而成。酸洗后的单晶硅片再在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为90℃的热水进行清洗10min。
(4)对热水清洗后的单晶硅片在85℃下进行烘干处理10min，得到制绒后的单晶硅片。
对比例2
对比例2的单晶硅片的制绒过程具体如下：
(1)在75℃条件下，采用质量浓度为45％的氢氧化钠溶液对单晶硅片进行SDR处理150s，SDR处理后的单晶硅片在温度为75℃的第一混合溶液中进行前清洗200s，第一混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:6的比例混合得到，然后用纯水对单晶硅片进行清洗180s。
(2)在80℃条件下，利用质量浓度为45％的氢氧化钾和添加剂以体积比为6:1的比例混合的混合液对步骤(1)处理后的单晶硅片进行处理500s，使硅片表面形成一层均匀的金字塔绒面。
(3)对步骤(2)处理后的单晶硅片先在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为75℃的第二混合溶液进行后清洗200s，第二混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:6的比例混合得到，再将单晶硅片在室温条件下进行水洗120s，水洗后的单晶硅片用混合酸液清洗200s，混合酸液由质量浓度为49％的氢氟酸和质量浓度为37％的盐酸按体积比为2:3的比例混合而成。酸洗后的单晶硅片再在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为90℃的热水进行清洗10min。
(4)对热水清洗后的单晶硅片在85℃下进行烘干处理10min，得到制绒后的单晶硅片。
对比例3
对比例3的单晶硅片的制绒过程具体如下：
(1)在75℃条件下，采用质量浓度为45％的氢氧化钠溶液对单晶硅片进行SDR处理150s，SDR处理后的单晶硅片在温度为75℃的第一混合溶液中进行前清洗200s，第一混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:4.5的比例混合得到，然后用纯水对单晶硅片进行清洗180s。
(2)在80℃条件下，利用质量浓度为45％的氢氧化钾和添加剂以体积比为6:1的比例混合的混合液对步骤(1)处理后的单晶硅片进行处理500s，使硅片表面形成一层均匀的金字塔绒面。
(3)对步骤(2)处理后的单晶硅片先在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为75℃的第二混合溶液进行后清洗200s，第二混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:4.5的比例混合得到，再将单晶硅片在室温条件下进行水洗120s，水洗后的单晶硅片用混合酸液清洗200s，混合酸液由质量浓度为49％的氢氟酸和质量浓度为37％的盐酸按体积比为1:1的比例混合而成。酸洗后的单晶硅片再在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为90℃的热水进行清洗10min。
(4)对热水清洗后的单晶硅片在85℃下进行烘干处理10min，得到制绒后的单晶硅片。
对比例4
对比例4的单晶硅片的制绒过程具体如下：
(1)在75℃条件下，采用质量浓度为45％的氢氧化钠溶液对单晶硅片进行SDR处理150s，SDR处理后的单晶硅片在温度为75℃的第一混合溶液中进行前清洗200s，第一混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:4.5的比例混合得到，然后用纯水对单晶硅片进行清洗180s。
(2)在80℃条件下，利用质量浓度为45％的氢氧化钾和添加剂以体积比为6:1的比例混合的混合液对步骤(1)处理后的单晶硅片进行处理500s，使硅片表面形成一层均匀的金字塔绒面。
(3)对步骤(2)处理后的单晶硅片先在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为75℃的第二混合溶液进行后清洗200s，第二混合溶液由质量浓度为45％的氢氧化钾溶液和质量浓度为30％的双氧水溶液按体积比为1:4.5的比例混合得到，再将单晶硅片在室温条件下进行水洗120s，水洗后的单晶硅片用混合酸液清洗200s，混合酸液由质量浓度为49％的氢氟酸和质量浓度为37％的盐酸按体积比为1:2的比例混合而成。酸洗后的单晶硅片再在室温条件下进行水洗120s，然后用温度为90℃的热水进行清洗10min。
(4)对热水清洗后的单晶硅片在85℃下进行烘干处理10min，得到制绒后的单晶硅片。
以下为测试部分：
1、对实施例1及对比例1中制绒处理后的单晶硅片的形貌进行观察，得到如图2和图3所示。其中，图2为实施例1中制绒处理后的单晶硅片的SEM图，图3为对比例1中制绒处理后的单晶硅片的SEM图。
从图2中可以看出，硅片表面的金字塔形貌更加均匀一致，没有特别大或特别小的绒面，硅片外观干净无残留。
实施例2～实施例4所处理后的单晶硅片的形貌图与实施例1相同，在此不再赘述。
2、将实施例1～实施例4及对比例1～对比例4中制绒处理后的单晶硅片采用相同的方法制备单晶硅太阳能电池，并对电池的电性能进行测试，测试结果如下表1所示。其中，由制绒处理后的单晶硅片制备单晶硅太阳能电池的制备过程如下：扩散、SE、刻蚀、热氧化、双面镀膜、激光开槽、丝网印刷。
具体地，采用Halm高精度I-V测试系统测定实施例和对比例的太阳能电池的Uoc(开路电压)、Isc(短路电流)、Rs(串联电阻)和Rsh(并联电阻)。将测定得到的Uoc(开路电压)和Isc(短路电流)均带入公式1中，分别计算实施例和对比例的太阳能电池的FF(填充因子，％)。将测定得到的Uoc(开路电压)、Isc(短路电流)和推算出的FF(填充因子，％)带入公式2计算实施例和对比例的太阳能电池的Eta(光电转换效率，％)。
其中，用测定得到的Uoc(开路电压)和Isc(短路电流)计算FF(填充因子，％)和Pmax(太阳能电池片的最佳输出功率，w)的公式1如下：
FF＝Pmax×108/(Uoc×Isc) 公式1
公式1中，FF为太阳能电池片的光电填充因子(％)，Uoc为太阳能电池片的开路电压(mV)，Isc为太阳能电池片的短路电流(mA)。
其中，用测定得到的Uoc(开路电压)、Isc(短路电流)和推算出的FF(填充因子，％)计算出Eta(光电转换效率，％)的公式2如下：
Eta＝Uoc×Isc×FF×100/(Pmax×S×106) 公式2
公式2中，Eta为太阳能电池片的光电转换效率(％)，Pmax为太阳能电池片的最佳输出功率(w)，Uoc为太阳能电池片的开路电压(mV)，Isc为太阳能电池片的短路电流(mA)，S为太阳能电池片的面积(mm2)。
其中，实施例1～实施例4和对比例1～对比例4的太阳能电池的Uoc(开路电压)、Isc(短路电流)、Rs(串联电阻)、Rsh(并联电阻)、FF(填充因子)和Eta(光电转化效率)的测试数据详见表1。
表1实施例和对比例的电性能测试数据
从上述表1中可以看出，采用实施例1～实施例4的制绒方法对单晶硅片进行处理，使得制备得到的太阳能电池的电性能数据在开路电压、短路电流及填充因子方面较对比例有部分提升，对硅片电池提效有一定帮助。实施例1的光电转换效率为22.22％，较采用对比例1～对比例4的制绒方法对单晶硅片处理而得到的太阳能电池的光电转换效率至少高了0.05％。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种单晶硅片的制绒方法，其特征在于，包括如下步骤：
对单晶硅片采用第一混合溶液进行前清洗，所述第一混合溶液包括质量比为3:8～3:10的碱性试剂与H2O2；
对前清洗后的所述单晶硅片进行制绒；及
对制绒后的所述单晶硅片依次采用第二混合溶液和混合酸液进行后清洗，然后干燥，其中，所述第二混合溶液包括质量比为3:8～3:10的碱性试剂与H2O2，所述混合酸液包括体积比为2:3～2.5:3的氢氟酸和盐酸，所述氢氟酸中HF的质量浓度为40％～55％，所述盐酸中HCl的质量浓度为30％～45％。
2.根据权利要求1所述的单晶硅片的制绒方法，其特征在于，在所述后清洗的步骤之后，在所述干燥的步骤之前，还包括采用温度为80℃～100℃的热水对后清洗后的所述单晶硅片进行清洗的步骤。
3.根据权利要求2所述的单晶硅片的制绒方法，其特征在于，所述采用温度为80℃～100℃的热水对后清洗后的所述单晶硅片进行清洗的步骤中，清洗的时间为8min～15min。
4.根据权利要求1所述的单晶硅片的制绒方法，其特征在于，所述第一混合溶液由体积比为1:4～1:5的碱性溶液与双氧水溶液混合而成，所述碱性溶液中，所述碱性试剂的质量浓度为40％～50％，所述双氧水溶液中，所述H2O2的质量浓度为25％～35％；所述第二混合溶液由体积比为1:4～1:5的碱性溶液与双氧水溶液混合而成，所述碱性溶液中，所述碱性试剂的质量浓度为40％～50％，所述双氧水溶液中，所述H2O2的质量浓度为25％～35％。
5.根据权利要求1或4所述的单晶硅片的制绒方法，其特征在于，所述碱性试剂选自氢氧化钠及氢氧化钾中的至少一种。
6.根据权利要求1～4任一项所述的单晶硅片的制绒方法，其特征在于，采用所述第一混合溶液进行前清洗的步骤中，温度为60℃～90℃，时间为150s～250s；及/或，
采用所述第二混合溶液进行后清洗的步骤中，温度为60℃～90℃，时间为150s～250s。
7.根据权利要求1～4任一项所述的单晶硅片的制绒方法，其特征在于，采用所述混合酸液进行后清洗的步骤中，清洗时间为150s～300s。
8.根据权利要求1～4任一项所述的单晶硅片的制绒方法，其特征在于，在所述对单晶硅片采用第一混合溶液进行前清洗的步骤之前，还包括采用碱性溶液对所述单晶硅片进行去除损伤层处理的步骤；及/或，
在所述对单晶硅片采用第一混合溶液进行前清洗的步骤之后、所述制绒的步骤之后、采用所述第二混合溶液进行后清洗的步骤之后及采用所述混合酸液进行后清洗的步骤之后均包括水洗的步骤。
9.一种单晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将单晶硅片进行制绒处理，所述制绒处理的步骤采用权利要求1～8任一项所述的单晶硅片的制绒方法；及
将制绒处理后的所述单晶硅片依次进行扩散、刻蚀、镀膜，再形成电极，制备单晶硅太阳能电池。
10.一种单晶硅太阳能电池，其特征在于，采用权利要求9所述的单晶硅太阳能电池的制备方法制备得到。
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