CN112701184A - 一种晶硅电池绒面的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶硅电池绒面的制作方法，依次使用激光烧蚀、碱制绒和金属离子辅助腐蚀的方式对晶硅电池进行制绒。该方法通过采用复合制绒技术，从而使得晶硅电池背面的受光面积大大增加，进而实现晶硅电池的有效增效。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池制备技术领域，具体涉及一种晶硅电池绒面的制作方法。
背景技术
光伏电池作为一种新型清洁能源，近几年受到越来越多的重视，其发展也很迅速，技术日新月异，规模逐年增长，成本越来越低。然而，降本增效一直都是永恒的话题。
目前，PERC电池(Passivated Emitter and Rear Cell，钝化发射极和背面电池)技术已成为光伏行业中提升晶硅太阳电池转换效率的主流高效技术。PERC电池是通过在硅片的背面增加一层钝化层(氧化铝或氧化硅)，对硅片起到钝化的作用，可有效提升少子寿命。
为了能更好地增加受光面积、减少反射损失，PERC的背面通常使用制绒技术进行处理。制绒技术可以大大降低PERC电池背面的反射率，增加光吸收，极大的提升电池的转换效率，然而目前的制绒技术对受光面积的增加较为有限，仍有必要对制绒技术进行进一步的改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶硅电池绒面的制作方法，该方法通过采用复合制绒技术，从而使得晶硅电池背面的受光面积大大增加，进而实现晶硅电池的有效增效。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种晶硅电池绒面的制作方法，依次使用激光烧蚀、碱制绒和金属离子辅助腐蚀的方式对晶硅电池进行制绒。
通过依次使用三种不同的方式进行制绒，可以在前一次制绒所形成的凹凸表面上进一步形成更细小的凹凸，从而使得晶硅电池的受光表面得到有效的增加而达到增效的目的。
所述的晶硅电池绒面制作方法具体包括以下步骤：
(1)激光烧蚀制绒使用激光在硅片表面进行烧蚀，在硅片表面上形成凹状圆坑或V形槽；
(2)碱制绒使用碱溶液对经步骤(1)制绒的硅片表面进行处理，在形成的凹状圆坑或V形槽的表面上进一步形成金字塔绒面；
(3)金属离子辅助腐蚀使用金属离子辅助腐蚀的方式，在步骤(2)所形成的金字塔绒面上进一步形成纳米级凹坑。
上述的具体方法中：
步骤(1)所形成的凹状圆坑的横向直径为30～50μm，深度为20～50μm；所形成的V形槽的开口为8～15μm。
步骤(2)所述碱制绒的过程中，所使用的碱溶液为质量浓度为分别为1％～3％的氢氧化钠或氢氧化钾和0.1％～1.5％制绒添加剂的混合溶液。所述的制绒添加剂可选用任意常用的制绒添加剂。
步骤(2)所形成的金字塔绒面的大小为2～5μm。
步骤(3)所述的金属辅助化学腐蚀，具体操作为：使用0.1mol/L～0.3mol/L硝酸银或者硝酸铜在4～5mol/L氢氟酸和0.2～1mol/L的双氧水的混合溶液中进行纵向选择性腐蚀，制备纳米孔洞。
步骤(3)所形成的纳米级凹坑的直径为0.1～0.5μm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过复合的制绒方式，有效地增加了晶硅电池的受光面积，增加了光吸收的比例，使得晶硅电池的电池效率得到进一步的提升；而且该制绒方法工艺操作简单、容易实施，适合于规模化生产。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为采用本发明制作方法制绒后的硅片表面结构示意图。
图2为图1的C部放大图。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2所示：
(1)通过激光烧蚀的方式，在硅片表面制备凹状圆坑1的直径为50μm、深度为50μm。
(2)通过碱制绒的方式，在第一步激光烧蚀凹坑基础上制备金字塔绒2，大小为5μm；碱制绒所使用的碱溶液为质量浓度为2％的氢氧化钠和1.0％制绒添加剂的混合溶液，制绒添加剂直接在市面上购买即可。
(3)通过金属银离子辅助腐蚀的方式，在第二步制备的金字塔绒面2上面形成纳米级凹坑3，直径为0.5μm；金属辅助化学腐蚀具体使用0.2mol/L硝酸银在4.5mol/L氢氟酸和0.6mol/L的双氧水的混合溶液中进行纵向选择性腐蚀。
实施例2
(1)通过激光烧蚀的方式，在硅片表面制备V形槽，槽的开口为10μm。
(2)通过碱制绒的方式，在第一步激光烧蚀V型槽的基础上制备金字塔绒面，绒面的大小为2μm；碱制绒所使用的碱溶液为质量浓度为1％的氢氧化钾和0.1％制绒添加剂的混合溶液，制绒添加剂直接在市面上购买即可。
(3)通过金属银离子辅助腐蚀的方式，在第二步制备的金字塔绒面上面形成纳米级凹坑，直径为0.1μm；金属辅助化学腐蚀具体使用0.1mol/L硝酸银在4mol/L氢氟酸和0.2mol/L的双氧水的混合溶液中进行纵向选择性腐蚀。
实施例3
(1)通过激光烧蚀的方式，在硅片表面制备凹状圆坑的直径为30μm、深度为20μm。
(2)通过碱制绒的方式，在第一步激光烧蚀凹坑基础上制备金字塔绒，大小为2μm；碱制绒所使用的碱溶液为质量浓度为3％的氢氧化钾和1.5％制绒添加剂的混合溶液，制绒添加剂直接在市面上购买即可。
(3)通过金属银离子辅助腐蚀的方式，在第二步制备的金字塔绒面2上面形成纳米级凹坑，直径为0.2μm；金属辅助化学腐蚀具体使用0.3mol/L硝酸铜在5mol/L氢氟酸和1mol/L的双氧水的混合溶液中进行纵向选择性腐蚀。
实施例4
(1)通过激光烧蚀的方式，在硅片表面制备凹状圆坑的直径为40μm、深度为30μm。
(2)通过碱制绒的方式，在第一步激光烧蚀凹坑基础上制备金字塔绒，大小为4μm；碱制绒所使用的碱溶液为质量浓度为3％的氢氧化钾和1％制绒添加剂的混合溶液，制绒添加剂直接在市面上购买即可。
(3)通过金属银离子辅助腐蚀的方式，在第二步制备的金字塔绒面2上面形成纳米级凹坑，直径为0.4μm；金属辅助化学腐蚀具体使用0.2mol/L硝酸银在4mol/L氢氟酸和0.4mol/L的双氧水的混合溶液中进行纵向选择性腐蚀。。
以上各实施例的受光面积/投影底面积、光吸收率和电池效率测试结果如下表所示：
从上表的结果对比可见，通过本发明所述的复合制绒法处理后的晶硅电池，在受光面积/投影底面积、光吸收率和电池效率的性能上都得到了进一步的改善。
需要指出的是，上述实施例仅是对本发明的进一步说明，而不是限制，本领域技术人员在与本发明技术方案的相当的含义和范围内的任何调整或改变，都应认为是包括在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种晶硅电池绒面的制作方法，其特征在于，依次使用激光烧蚀、碱制绒和金属离子辅助腐蚀的方式对晶硅电池进行制绒。
2.根据权利要求1所述的晶硅电池绒面的制作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)激光烧蚀制绒使用激光在硅片表面进行烧蚀，在硅片表面上形成凹状圆坑或V形槽；
(2)碱制绒使用碱溶液对经步骤(1)制绒的硅片表面进行处理，在形成的凹状圆坑或V形槽的表面上进一步形成金字塔绒面；
(3)金属离子辅助腐蚀使用金属离子辅助腐蚀的方式，在步骤(2)所形成的金字塔绒面上进一步形成纳米级凹坑。
3.根据权利要求2所述的晶硅电池绒面的制作方法，其特征在于，步骤(1)所形成的凹状圆坑的横向直径为30～50μm，深度为20～50μm。
4.根据权利要求2所述的晶硅电池绒面的制作方法，其特征在于，步骤(1)所形成的V形槽的开口为8～15μm。
5.根据权利要求2所述的晶硅电池绒面的制作方法，其特征在于，步骤(2)所述碱制绒的过程中，所使用的碱溶液为质量浓度为1％～3％的氢氧化钠和0.1％～1.5％制绒添加剂的混合溶液。
6.根据权利要求2所述的晶硅电池绒面的制作方法，其特征在于，步骤(2)所述碱制绒的过程中，所使用的碱溶液为质量浓度为1％～3％的氢氧化钾和0.1％～1.5％制绒添加剂的混合溶液。
7.根据权利要求2所述的晶硅电池绒面的制作方法，其特征在于，步骤(2)所形成的金字塔绒面的大小为2～5μm。
8.根据权利要求2所述的晶硅电池绒面的制作方法，其特征在于，步骤(3)所述的金属辅助化学腐蚀，具体操作为：使用0.1mol/L～0.3mol/L硝酸银在4～5mol/L氢氟酸和0.2～1mol/L的双氧水的混合溶液中进行纵向选择性腐蚀，制备纳米孔洞。
9.根据权利要求2所述的晶硅电池绒面的制作方法，其特征在于，步骤(3)所述的金属辅助化学腐蚀，具体操作为：使用0.1mol/L～0.3mol/L硝酸铜在4～5mol/L氢氟酸和0.2～1mol/L的双氧水的混合溶液中进行纵向选择性腐蚀，制备纳米孔洞。
10.根据权利要求8或9所述的晶硅电池绒面的制作方法，其特征在于，步骤(3)所形成的纳米级凹坑的直径为0.1～0.5μm。
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