CN115188858A - 一种改善电池片背钝化效果的抛光方法 - Google Patents

一种改善电池片背钝化效果的抛光方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，包括如下步骤：S1、硅片前清洗：将第一碱液与双氧水混合，得到前清洗液，然后将所述硅片置于所述前清洗液中进行清洗，去除硅片表面脏污；S2、碱抛光：将第二碱液与抛光添加剂混合，得到抛光液，然后将前清洗后的所述硅片浸渍于所述抛光液中进行碱抛光处理，经行各项异性腐蚀，将硅片背面金字塔抛除，得到抛光后硅片；S3、硅片后清洗：将第三碱液与双氧水混合，获得后清洗液，将抛光后的所述硅片置于所述后清洗液中进行清洗，去除硅片表面的残留物；S4、酸洗：将氢氟酸与盐酸混合，获得酸洗液，将经过后清洗工序的硅片置于所述酸洗液中，继续清洗，继续去除硅片表面残留物，并营造酸性环境。

Description

一种改善电池片背钝化效果的抛光方法
技术领域
本发明涉及太阳电池技术领域，具体涉及一种改善电池片背钝化效果的抛光方法。
背景技术
在制造单晶硅电池片的过程中，通常是通过槽式湿法抛光在硅片背面对金字塔进行抛除，增加背面反射率，增加长波响应提升效率，提高背面平整度，有利于钝化。
常规的单晶硅片在抛光前，其背面为绒面结构大小不一的金字塔紧密排列，布满硅片表面，背面平整度极差，背面反射率低，导致背钝化效果较差；产线抛光后尺寸大概在7-8um，塔基尺寸小，开压低。
发明内容
本发明的目的在于针对上述背景技术中存在的问题，而提出了一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，本发明的方法制备的单晶硅片背面为大尺寸塔基，不仅具备高平整度的高开压优点，也从保护效果上，弥补了填充的折损。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、硅片前清洗：将第一碱液与双氧水混合，得到前清洗液，然后将所述硅片置于所述前清洗液中进行清洗，去除硅片表面脏污；
S2、碱抛光：将第二碱液与抛光添加剂混合，得到抛光液，然后将前清洗后的所述硅片浸渍于所述抛光液中进行碱抛光处理，经行各项异性腐蚀，将硅片背面金字塔抛除，得到抛光后硅片；
S3、硅片后清洗：将第三碱液与双氧水混合，获得后清洗液，将抛光后的所述硅片置于所述后清洗液中进行清洗，去除硅片表面的残留物；
S4、酸洗：将氢氟酸与盐酸混合，获得酸洗液，将经过后清洗工序的硅片置于所述酸洗液中，继续清洗，继续去除硅片表面残留物，并营造酸性环境。
具体的，本发明所提出的一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，在产线抛光的基础上增强添加剂的保护效果，减少正面熔融硅的腐蚀，增强FF，同时增大背面塔基尺寸，提高背面平整度，有利于背钝化，达到提升Voc和Eta的目的。本发明在产线的基础上加大减重，增大塔基尺寸，提升背面平整度，增大Voc；增大背面塔基的同时，背面接触点变少，折损FF，加大正面保护效果，保护熔融硅的腐蚀。
进一步的，一种改善电池片背钝化效果的抛光方法：步骤S1、硅片前清洗：将第一碱液与双氧水混合，得到前清洗液，然后将所述硅片置于所述前清洗液中进行清洗，去除所述硅片表面的脏污；其中：所述的第一碱液与所述双氧水的体积比为1：(3-5)；所述硅片在所述前清洗液中的清洗时间为70-100秒、且清洗时的温度为55-65℃。
进一步的，一种改善电池片背钝化效果的抛光方法：步骤S1、硅片前清洗：其中：所述的第一碱液选自浓度为0.6-0.8wt％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
进一步的，一种改善电池片背钝化效果的抛光方法：步骤S2、碱抛光：将第二碱液与抛光添加剂混合，得到抛光液，然后将前清洗后的所述硅片浸渍于所述抛光液中进行碱抛光处理，将硅片背面金字塔抛除；其中：所述抛光液中所述抛光添加剂的浓度为0.8-1.8wt％，所述的第二碱液选自浓度为5.0-10.0wt％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，碱抛光的时间为60-120秒，碱抛光时抛光液的温度为50-65℃。
进一步的，一种改善电池片背钝化效果的抛光方法：步骤S2、碱抛光：将第二碱液与抛光添加剂混合，得到抛光液，然后将前清洗后的所述硅片浸渍于所述抛光液中进行碱抛光处理，将硅片背面金字塔抛除，所形成的塔基尺寸为6-12μm。是指所形成的金字塔的底座对角线长度为6-8μm。
进一步的，一种改善电池片背钝化效果的抛光方法：步骤S2、碱抛光：中所述的抛光添加剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，一种改善电池片背钝化效果的抛光方法：步骤S3、硅片后清洗：将第三碱液与双氧水混合，获得后清洗液，将抛光后的所述硅片置于所述后清洗液中进行清洗，去除所述硅片表面的残留物；其中：所述第三碱液与所述双氧水的体积比为1：(5-8)；
所述硅片在所述后清洗液中的清洗时间为60-90秒、且清洗时的温度为50-60℃。
进一步的，一种改善电池片背钝化效果的抛光方法：步骤S3、硅片后清洗：其中所述的第三碱液选自浓度为0.2-0.4wt％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
进一步的，一种改善电池片背钝化效果的抛光方法：步骤S4、酸洗：将氢氟酸与盐酸混合，获得酸洗液，将经过后清洗工序的硅片置于所述酸洗液中，继续清洗，并营造酸性条件；其中：所述酸洗液中氢氟酸的浓度为10-15wt％；所述硅片在所述酸洗液中清洗的时间为150-300秒。
本发明的有益效果：
(1)本发明提出的一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，相较于传统的单晶槽式湿法碱抛光增加了背面反射率，增加了长波响应提升效率，提高背面平整度，有利于钝化。
(2)常规的单晶硅片在抛光前，其背面为绒面结构大小不一的金字塔紧密排列，布满硅片表面，背面平整度极差，背面反射率低，导致背钝化效果较差，产线抛光后尺寸大概在7-8μm；本发明在产线的基础上加大减重，增大塔基尺寸，提升背面平整度，增大Voc，增大背面塔基的同时，背面接触点变少，折损FF，此时需加大正面保护效果，保护熔融硅的腐蚀。
(3)本发明提出的改善背钝化效果的抛光方法，其工艺操作简单、易于实施，适合于规模化生产。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、硅片前清洗：将浓度0.6wt％的氢氧化钾溶液与双氧水按体积比1：3进行混合，得到前清洗液，然后将所述硅片置于所述前清洗液中在60℃下清洗80秒，去除硅片表面脏污；
S2、碱抛光：将浓度7.5wt％的氢氧化钾溶液与抛光添加剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)混合，得到抛光液，然后将前清洗后的所述硅片浸渍于所述抛光液中在60℃下碱抛光处理90秒，进行各向异性腐蚀，将硅片背面金字塔抛除，所形成的金字塔的底座对角线长度为10μm；在该步骤中：所述抛光液中抛光添加剂的浓度为0.8wt％；
S3、硅片后清洗：将浓度0.4wt％的氢氧化钾溶液与双氧水按体积比1：5混合，获得后清洗液，将抛光后的所述硅片置于所述后清洗液中在55℃下清洗70秒；
S4、酸洗：将氢氟酸与盐酸混合，获得酸洗液，将经过后清洗工序的硅片置于所述酸洗液中，继续清洗，并营造酸性条件；其中：所述酸洗液中氢氟酸的浓度为12.0wt％；所述硅片在所述酸洗液中清洗的时间为200秒。
实施例2
一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、硅片前清洗：将浓度0.8wt％的氢氧化钾溶液与双氧水按体积比1：4进行混合，得到前清洗液，然后将所述硅片置于所述前清洗液中在55℃下清洗100秒，去除硅片表面脏污；
S2、碱抛光：将浓度10.0wt％的氢氧化钠溶液与抛光添加剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)混合，得到抛光液，然后将前清洗后的所述硅片浸渍于所述抛光液中在65℃下碱抛光处理60秒，进行各向异性腐蚀，将硅片背面金字塔抛除，所形成的金字塔的底座对角线长度为8μm；在该步骤中：所述抛光液中抛光添加剂的浓度为1.2wt％；
S3、硅片后清洗：将浓度0.2wt％的氢氧化钾溶液与双氧水按体积比1：8混合，获得后清洗液，将抛光后的所述硅片置于所述后清洗液中在60℃下清洗60秒；
S4、酸洗：将氢氟酸与盐酸混合，获得酸洗液，将经过后清洗工序的硅片置于所述酸洗液中，继续清洗，并营造酸性条件；其中：所述酸洗液中氢氟酸的浓度为10.0wt％；所述硅片在所述酸洗液中清洗的时间为300秒。
实施例3
一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、硅片前清洗：将浓度0.7wt％的氢氧化钾溶液与双氧水按体积比1：5进行混合，得到前清洗液，然后将所述硅片置于所述前清洗液中在65℃下清洗70秒，去除硅片表面脏污；
S2、碱抛光：将浓度5.0wt％的氢氧化钠溶液与抛光添加剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)混合，得到抛光液，然后将前清洗后的所述硅片浸渍于所述抛光液中在50℃下碱抛光处理120秒，进行各向异性腐蚀，将硅片背面金字塔抛除，所形成的金字塔的底座对角线长度为12μm；在该步骤中：所述抛光液中抛光添加剂的浓度为1.8wt％；
S3、硅片后清洗：将浓度0.3wt％的氢氧化钾溶液与双氧水按体积比1：6混合，获得后清洗液，将抛光后的所述硅片置于所述后清洗液中在50℃下清洗90秒；
S4、酸洗：将氢氟酸与盐酸混合，获得酸洗液，将经过后清洗工序的硅片置于所述酸洗液中，继续清洗，并营造酸性条件；其中：所述酸洗液中氢氟酸的浓度为15.0wt％；所述硅片在所述酸洗液中清洗的时间为150秒。
测试：测试上述实施例1-3制得的不同电池片的背面反射率、开压以及电池效率，其测试结果参见表1：
表1为上述实施例1-3的反射率、开压和电池效率测试结果
反射率(％) 开压(V) 效率(％)
实施例1 44.85 0.6885 23.10
实施例2 45.02 0.6902 23.13
实施例3 45.31 0.6931 23.15
由上述表1的测试数据可以看出通过本发明的抛光方法处理后的单晶硅片电池，在反射率、开压和电池效率上均较高。
本发明提出的改善电池片背钝化效果的抛光方法，增加了背面反射率，增加了长波响应提升效率，提高背面平整度，有利于钝化。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、硅片前清洗：将第一碱液与双氧水混合，得到前清洗液，然后将所述硅片置于所述前清洗液中进行清洗；
S2、碱抛光：将第二碱液与抛光添加剂混合，得到抛光液，然后将前清洗后的所述硅片浸渍于所述抛光液中进行碱抛光处理，将硅片背面金字塔抛除；
S3、硅片后清洗：将第三碱液与双氧水混合，获得后清洗液，将抛光后的所述硅片置于所述后清洗液中进行清洗；
S4、酸洗：将氢氟酸与盐酸混合，获得酸洗液，将经过后清洗工序的硅片置于所述酸洗液中，继续清洗。
2.根据权利要求1所述的一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，步骤S1、硅片前清洗：将第一碱液与双氧水混合，得到前清洗液，然后将所述硅片置于所述前清洗液中进行清洗，去除所述硅片表面的脏污；其中：所述的第一碱液与所述双氧水的体积比为1：(3-5)；所述硅片在所述前清洗液中的清洗时间为70-100秒、且清洗时的温度为55-65℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，步骤S1、硅片前清洗：其中：所述的第一碱液选自浓度为0.6-0.8wt％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
4.根据权利要求1所述的一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，步骤S2、碱抛光：将第二碱液与抛光添加剂混合，得到抛光液，然后将前清洗后的所述硅片浸渍于所述抛光液中进行碱抛光处理，将硅片背面金字塔抛除；其中：所述抛光液中所述抛光添加剂的浓度为0.8-1.8wt％，所述的第二碱液选自浓度为5.0-10.0wt％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，碱抛光的时间为60-120秒，碱抛光时抛光液的温度为50-65℃。
5.根据权利要求4所述的一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，步骤S2、碱抛光：将第二碱液与抛光添加剂混合，得到抛光液，然后将前清洗后的所述硅片浸渍于所述抛光液中进行碱抛光处理，将硅片背面金字塔抛除，所形成的塔基尺寸为6-12μm。
6.根据权利要求1或4所述的一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，步骤S2、碱抛光：中所述的抛光添加剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
7.根据权利要求1所述的一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，步骤S3、硅片后清洗：将第三碱液与双氧水混合，获得后清洗液，将抛光后的所述硅片置于所述后清洗液中进行清洗，去除所述硅片表面的残留物；其中：所述第三碱液与所述双氧水的体积比为1：(5-8)；所述硅片在所述后清洗液中的清洗时间为60-90秒、且清洗时的温度为50-60℃。
8.根据权利要求1或7所述的一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，步骤S3、硅片后清洗：其中所述的第三碱液选自浓度为0.2-0.4wt％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
9.根据权利要求1所述的一种改善电池片背钝化效果的抛光方法，其特征在于，步骤S4、酸洗：将氢氟酸与盐酸混合，获得酸洗液，将经过后清洗工序的硅片置于所述酸洗液中，继续清洗，并营造酸性条件；其中：所述酸洗液中氢氟酸的浓度为10-15wt％；所述硅片在所述酸洗液中清洗的时间为150-300秒。
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