CN116995147B - 异质结电池的制备方法及异质结电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池制备技术领域，提供异质结电池的制备方法及异质结电池，异质结电池的制备方法包括：提供半导体衬底层；半导体衬底层包括相对的第一表面和第二表面；第一表面具有栅线电极区；在半导体衬底层的第一表面形成图形化金属膜；图形化金属膜位于栅线电极区；对半导体衬底层的第一表面进行腐蚀处理，在半导体衬底层中形成开槽，同时在未覆盖图形化金属膜的半导体衬底层的第一表面形成若干孔洞；形成开槽的过程中，图形化金属膜朝向第二表面运动，下沉至开槽中；进行腐蚀处理后，去除图形化金属膜；在半导体衬底层的第一表面进行制绒处理。本发明的异质结电池的制备方法工艺简单、制绒速度快，提升生产效能，实现生产成本降低。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制备技术领域，具体涉及一种异质结电池的制备方法及异质结电池。
背景技术
在异质结电池制备的过程中，一般是通过在硅片的表面进行制绒处理，增加异质结电池对光的吸收，降低硅片表面反射率，增大异质结电池的短路电流进而提升异质结电池效率；在硅片的表面进行制绒处理之后，在硅片的表面依次本征非晶硅层/本征微晶硅层、掺杂非晶硅层/掺杂微晶硅层；接着，在掺杂非晶硅层/掺杂微晶硅层的表面形成导电薄膜；之后，在导电薄膜远离硅片的一侧表面形成栅线电极。
栅线电极具有一定高度，通常为8μm至20μm，当倾斜照射到异质结电池上时，栅线电极的高度会遮挡部分光线进而在异质结电池表面形成一定面积的阴影区，造成受光面积的减小，进而影响异质结电池的转换效率。目前为了避免栅线电极遮挡光线，会在开始上述的制备工艺前先在硅片表面栅线电极位置开槽，将栅线电极嵌入异质结电池片，使栅线电极顶部与异质结电池表面的相对高度减小，从而避免栅线电极遮光，保证电池表面的受光面积，进而提高异质结电池转换效率。
现有的开槽一般采用激光或者采用掩膜等离子刻蚀的方法，需要配备激光刻蚀设备或者曝光显影设备，成本相对较高，且工艺相对复杂；另一方面，激光或者采用掩膜等离子刻蚀并未对异质结电池表面相对于栅线电极之外的位置进行处理，对平整的半导体衬底层的表面进行制绒处理的时间长，目前，制绒处理的时间一般为900s。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中异质结电池的制绒时间长和工艺复杂的缺陷，从而提供一种异质结电池的制备方法及异质结电池。
本发明提供一种异质结电池的制备方法，包括制绒处理，在进行制绒处理之前包括：提供半导体衬底层；所述半导体衬底层包括相对的第一表面和第二表面；所述第一表面适于形成电池片的向光面，所述第二表面适于形成电池片的背光面；至少在所述第一表面具有栅线电极区；至少在所述半导体衬底层的第一表面形成图形化金属膜，所述图形化金属膜位于所述栅线电极区；形成所述图形化金属膜之后，至少对所述半导体衬底层的第一表面进行腐蚀处理，进行腐蚀处理的过程中，部分所述图形化金属膜形成金属颗粒，在所述金属颗粒和所述图形化金属膜的共同作用下，在所述半导体衬底层中形成开槽，同时在未覆盖所述图形化金属膜的所述半导体衬底层的第一表面形成若干孔洞；形成所述开槽的过程中，所述图形化金属膜朝向所述第二表面运动，下沉至所述开槽中；所述腐蚀处理包括氧化剂和酸性溶液；进行腐蚀处理之后，去除所述图形化金属膜；去除所述图形化金属膜之后，在所述半导体衬底层的第一表面进行制绒处理。
可选的，所述腐蚀处理采用氧化剂和氢氟酸的混合溶液；所述腐蚀处理的温度为25℃-60℃；所述腐蚀处理的时间为60s-900s；在氧化剂和氢氟酸的混合溶液中，所述氧化剂的摩尔浓度为1M-10M；所述氢氟酸的摩尔浓度为1M-10M；所述氧化剂包括双氧水、硝酸和高锰酸钾中的一种。
可选的，所述制绒处理采用碱液，所述碱液包括氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，碱液的质量百分比浓度为0.01%-20%，制绒处理的温度为40℃-80℃，制绒处理的时间630s-810s。
可选的，去除图形化金属膜的步骤包括：提供清洗槽，所述清洗槽的内部适于容纳清洗液；将所述半导体衬底层置于所述清洗槽进行浸泡处理；所述浸泡处理的温度为20℃-25℃；所述浸泡处理的时间为3min-10min。
可选的，所述清洗液采用盐酸、双氧水和水的混合溶液；在盐酸、双氧水和水的混合溶液中，所述盐酸和双氧水的摩尔比为0.3-3；所述盐酸和和水的摩尔比为0.125-1；或者，所述清洗液采用硝酸；所述硝酸的质量百分比浓度为30wt%-50wt%；或者，所述清洗液采用王水。
可选的，形成所述图形化金属膜的工艺包括热蒸镀沉积工艺或物理溅射工艺；所述图形化金属膜为金膜、铂膜、银膜、铜膜或镍膜。
可选的，所述图形化金属膜的厚度为5nm-20nm，所述开槽的深度为3μm-8μm。
可选的，还包括：至少在所述半导体衬底层的第一表面形成图形化金属膜之前，对所述半导体衬底层进行表面预清洗处理；所述表面预清洗处理采用湿式化学清洗法，所述表面预清洗处理的温度为40℃-80℃，所述表面预清洗处理的时间为2min-4min。
可选的，还包括：在所述半导体衬底层的第一表面进行制绒处理之后，在所述半导体衬底层的所述第一表面形成本征半导体层；在所述半导体衬底层的所述第一表面形成本征半导体层之后，在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层；在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层之后，在所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成透明导电膜；在所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成透明导电膜之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极；所述栅线电极与所述开槽对应设置；在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极的工艺包括电镀工艺。
本发明还提供一种异质结电池，采用上述的异质结电池的制备方法进行制备得到，包括：半导体衬底层，所述半导体衬底层包括相对的第一表面和第二表面；所述第一表面适于形成电池片的向光面，所述第二表面适于形成电池片的背光面；至少在所述第一表面具有栅线电极区；所述半导体衬底层中设有开槽，所述开槽与所述栅线电极区对应设置；还包括：至少在所述第一表面设置本征半导体层；掺杂半导体层，位于所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧；透明导电膜位于所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧；栅线电极位于所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧；所述栅线电极与所述开槽对应设置。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的异质结电池的制备方法，至少在所述半导体衬底层的第一表面形成图形化金属膜，进行腐蚀处理的过程中，腐蚀溶液、半导体衬底层和图形化金属膜体系中存在电化学反应，具体的，在阴极图形化金属膜在腐蚀溶液中部分溶解，以金属离子的形式存在，由于半导体衬底层与金属离子电负性的差异，金属离子至少向半导体衬底层的第一表面移动并接触半导体衬底层的第一表面得电子，而被还原成金属颗粒沉积在半导体衬底层的第一表面，腐蚀溶液在整个反应的动态平衡中发挥着重要作用，腐蚀溶液中包括氧化剂，其氧化还原的能力在半导体衬底层的价带之上，也就是腐蚀溶液可以通过自身向半导体衬底层的价带注入空穴；在阳极，由于被金属颗粒覆盖的半导体衬底层晶面具有高的表面悬键密度容易失电子以及腐蚀溶液注入空穴，半导体衬底层发生氧化反应，被氧化为二氧化硅。之后，在酸性溶液的作用下，氧化层首先被腐蚀掉，其次，在金属颗粒催化作用下，与金属颗粒接触的半导体衬底层的第一表面先被腐蚀出大量凹坑，增大未被溶解的图形化金属膜与凹坑之外的部分半导体衬底层的接触，加速腐蚀与图形化金属膜接触的半导体衬底层，以在所述金属颗粒和所述图形化金属膜的共同作用下，在所述半导体衬底层中形成开槽，在形成开槽的过程中，图形化金属膜朝向所述第二表面运动，下沉至开槽中；进行腐蚀处理之后，去除下沉至开槽中的图形化金属膜；在去除图形化金属膜的同时，还去除金属颗粒，这样得到的开槽用于后续形成栅线电极，这样无需提供设备采用激光或掩膜等离子刻蚀的方式即可在栅线电极位置形成开槽，工艺简单；同时，未覆盖所述图形化金属膜的半导体衬底层的第一表面未与金属颗粒接触，但在对所述半导体衬底层的第一表面进行腐蚀处理的过程中，图形化金属膜部分溶解，附着在半导体衬底层的第一表面，同样存在一定的催化作用，由于未覆盖所述图形化金属膜的半导体衬底层受到图形化金属膜的催化作用相对较小，能够在半导体衬底层中形成若干孔洞；去除图形化金属膜之后，在所述半导体衬底层的第一表面进行制绒处理，制绒溶液可深入孔洞终并以孔洞为制绒起点，可快速制绒达到需要的绒面结构，降低制绒处理的时间。经测试，本申请中的制绒处理的时间比现有的制绒处理的时间降低10%-30%。通过节约制绒时间，提升生产效能，实现生产成本降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中异质结电池的制备方法的流程图；
图2至图7为本发明实施例中异质结电池的制备方法中各工艺的结构示意图；
附图标记说明：
1-半导体衬底层；2-图形化金属膜；3-开槽；4-孔洞。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供一种异质结电池的制备方法，包括制绒处理，参考图1，在进行制绒处理之前包括：
S1：提供半导体衬底层；所述半导体衬底层包括相对的第一表面和第二表面；所述第一表面适于形成电池片的向光面，所述第二表面适于形成电池片的背光面；至少在所述第一表面具有栅线电极区；
S2：至少在所述半导体衬底层的第一表面形成图形化金属膜，所述图形化金属膜包含金属颗粒；所述图形化金属膜位于所述栅线电极区；
S3：形成图形化金属膜之后，至少对所述半导体衬底层的第一表面进行腐蚀处理，在所述半导体衬底层中形成开槽，同时在未覆盖所述图形化金属膜的所述半导体衬底层的第一表面形成若干孔洞；形成所述开槽的过程中，所述图形化金属膜朝向所述第二表面运动，下沉至所述开槽中；
S4：进行腐蚀处理之后，去除所述图形化金属膜；
S5：去除图形化金属膜之后，在所述半导体衬底层的第一表面进行制绒处理。
在本实施例中，至少在所述半导体衬底层1的第一表面形成图形化金属膜，进行腐蚀处理的过程中，腐蚀溶液、半导体衬底层和图形化金属膜2体系中存在电化学反应，具体的，在阴极图形化金属膜2在腐蚀溶液中部分溶解，以金属离子的形式存在，由于半导体衬底层1与金属离子电负性的差异，金属离子至少向半导体衬底层1的第一表面移动并接触半导体衬底层1的第一表面得电子，而被还原成金属颗粒沉积在半导体衬底层1的第一表面，腐蚀溶液在整个反应的动态平衡中发挥着重要作用，腐蚀溶液中包括氧化剂，其氧化还原的能力在半导体衬底层1的价带之上，也就是腐蚀溶液可以通过自身向半导体衬底层1的价带注入空穴；在阳极，由于被金属颗粒覆盖的半导体衬底层1晶面具有高的表面悬键密度容易失电子以及腐蚀溶液注入空穴，半导体衬底层1发生氧化反应，被氧化为二氧化硅。之后，在酸性溶液的作用下，氧化层首先被腐蚀掉，其次，在金属颗粒催化作用下，与金属颗粒接触的半导体衬底层1的第一表面先被腐蚀出大量凹坑，增大未被溶解的图形化金属膜2与凹坑之外的部分半导体衬底层1的接触，加速腐蚀与图形化金属膜2接触的半导体衬底层，以在所述金属颗粒和所述图形化金属膜2的共同作用下，在所述半导体衬底层1中形成开槽，在形成开槽的过程中，图形化金属膜2朝向所述第二表面运动，下沉至开槽中；进行腐蚀处理之后，去除下沉至开槽中的图形化金属膜；在去除图形化金属膜的同时，还去除金属颗粒，这样得到的开槽用于后续形成栅线电极，这样无需提供设备采用激光或掩膜等离子刻蚀的方式即可在栅线电极位置形成开槽，工艺简单；同时，未覆盖所述图形化金属膜2的半导体衬底层1的第一表面未与金属颗粒接触，但在对所述半导体衬底层1的第一表面进行腐蚀处理的过程中，图形化金属膜部分溶解，附着在半导体衬底层1的第一表面，同样存在一定的催化作用，由于未覆盖所述图形化金属膜2的半导体衬底层受到图形化金属膜的催化作用相对较小，能够在半导体衬底层1中形成若干孔洞；去除图形化金属膜2之后，在所述半导体衬底层1的第一表面进行制绒处理，制绒溶液可深入孔洞中并以孔洞为制绒起点，可快速制绒达到需要的绒面结构，降低制绒处理的时间。经测试，本申请中的制绒处理的时间比现有的制绒处理的时间降低10%-30%。通过节约制绒时间，提升生产效能，实现生产成本降低。
需要说明的是，在本实施例中，以在所述半导体衬底层的第一表面形成图形化金属膜为例进行详细说明；还可以是在所述半导体衬底层的第一表面和第二表面同时形成图形化金属膜。对所述半导体衬底层的第二表面进行腐蚀处理、制绒处理的工艺以及半导体衬底层的第二表面的过程状态均参照所述半导体衬底层的第一表面，不再重复说明。
异质结电池的制备方法，还包括：至少在所述半导体衬底层的第一表面形成图形化金属膜之前，对所述半导体衬底层进行表面预清洗处理。
还包括：在所述半导体衬底层的第一表面进行制绒处理之后，在所述半导体衬底层的所述第一表面形成本征半导体层；在所述半导体衬底层的所述第一表面形成本征半导体层之后，在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层；在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层之后，在所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成透明导电膜；在所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成透明导电膜之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极；所述栅线电极与所述开槽对应设置。
下面参考图2至图7，详细介绍异质结电池的制备方法。
参考图2，提供半导体衬底层1。
所述半导体衬底层1包括相对的第一表面和第二表面。
具体的，半导体衬底层1的第一表面为半导体衬底层1的正面，半导体衬底层1的第二表面为半导体衬底层1的背面，也就是第一表面为异质结电池的向光面，第二表面为异质结电池的背光面。在其他实施例中，还可以是，半导体衬底层的第一表面为半导体衬底层的背面，半导体衬底层的第二表面为半导体衬底层的正面，此时第二表面为异质结电池的向光面，第一表面为异质结电池的背光面。
所述半导体衬底层1的材料包括硅。在其他实施例中，所述半导体衬底层的材料为其他的半导体材料，如单晶硅或者硅锗。所述半导体衬底层1的材料还可以为其他的半导体材料，这里不做限制。
本实施例中，半导体衬底层1的导电类型为N型，例如可以为N型硅片，适合用于异质结电池的制备。
参考图3，对所述半导体衬底层1进行表面预清洗处理。
具体的，对所述半导体衬底层1的第一表面和第二表面进行表面预清洗处理。在其他实施例中，可以仅对第一表面进行表面预清洗处理，也可以仅对第二表面进行表面预清洗处理。
表面预清洗处理的作用包括：去除半导体衬底层1第一表面和第二表面的有机物以及金属污染物。
在本实施例中，所述表面预清洗处理采用湿式化学清洗法；所述表面预清洗处理的温度为40℃-80℃，例如为40℃、50℃、60℃、70℃或80℃；所述表面预清洗处理的时间为2min-4min，例如为2min、3min或4min。
具体的，所述表面预清洗处理包括碱洗和酸洗；碱洗采用氢氧化钾、双氧水和水的混合溶液；在氢氧化钾、双氧水和水的混合溶液中，所述氢氧化钾和双氧水的摩尔比为0.005-0.02，例如为0.005、0.008、0.01、0.015或0.02；所述氢氧化钾和和水的摩尔比为0.005-0.02，例如为0.005、0.008、0.01、0.015或0.02。酸洗采用盐酸、双氧水和水的混合溶液；在盐酸、双氧水和水的混合溶液中，所述盐酸和双氧水的摩尔比为0.005-0.02，例如为0.005、0.008、0.01、0.015或0.02；所述盐酸和水的摩尔比为0.005-0.02，例如为0.005、0.008、0.01、0.015或0.02。
在本实施例中，对所述半导体衬底层1的第一表面和第二表面进行预清洗处理之后，对所述半导体衬底层1的第一表面和第二表面进行第一烘干处理（图中未示意）。
参考图4，在所述半导体衬底层1的第一表面形成图形化金属膜2。
对所述半导体衬底层1的第一表面和第二表面进行第一烘干处理之后，在所述半导体衬底层1的第一表面形成图形化金属膜2。图形化金属膜2中包含金属颗粒，在后续所述半导体衬底层中形成开槽的过程中始终作为催化剂。
在一个实施例中，形成所述图形化金属膜2的工艺包括热蒸镀沉积工艺或物理溅射工艺。由于形成所述图形化金属膜2时，可以采用现有的物理气相沉积设备进行物理溅射工艺，避免采用掩膜工艺或激光工艺而无需购买额外的激光或掩膜设备，这样能够降低生产成本。
在一个实施例中，所述图形化金属膜2为金膜、铂膜、银膜、铜膜或镍膜。
在一个实施例中，所述图形化金属膜2呈条状；所述图形化金属膜2的数量为若干条，若干条所述图形化金属膜2相互平行且间隔设置。在其他实施例中，图形化金属膜呈其他形状。
在一个实施例中，所述图形化金属膜2的厚度为5nm-20nm，例如为5nm、10nm、15nm或20nm。
在其他实施例中，可以是在所述半导体衬底层的第一表面和第二表面同时形成图形化金属膜。
参考图5，对所述半导体衬底层1第一表面进行腐蚀处理，在所述图形化金属膜2的催化作用下，在所述半导体衬底层1形成开槽3，同时在未覆盖所述图形化金属膜2的半导体衬底层1的第一表面形成若干孔洞4。
可以理解的是，所述图形化金属膜2包含金属颗粒，其中，图形化金属膜2可是部分掺杂金属颗粒，也可以是全部为金属颗粒，金属颗粒有较高的表面能，同时能够提供更多的反应活性位，从而能够高效地催化化学反应。因此，在金属颗粒的催化作用下，能够加速腐蚀与图形化金属膜2接触的半导体衬底层，以在所述半导体衬底层中形成开槽。对所述半导体衬底层1第一表面进行腐蚀处理的过程中，在所述半导体衬底层1中形成开槽，也使得图形化金属膜2朝向所述第二表面运动，下沉至开槽3中；其次，图形化金属膜2会部分溶解，图形化金属膜2的溶解程度可以通过控制腐蚀处理采用的溶剂浓度和反应速率来实现，具体的，根据实际所需的孔洞或绒面结构进行设置，在此不做具体说明。
在所述半导体衬底层1的第一表面形成图形化金属膜2之后，对所述半导体衬底层1第一表面进行腐蚀处理。由于金属颗粒作为催化剂，至少与半导体衬底层的第一表面接触发生氧化形成氧化层；进行腐蚀处理的过程中，氧化层首先被腐蚀掉，其次，在金属颗粒催化作用下，加速腐蚀与图形化金属膜2接触的半导体衬底层，以在所述半导体衬底层1中形成开槽，开槽用于后续形成栅线电极，这样无需提供设备采用激光或掩膜等离子刻蚀的方式在栅线电极位置形成开槽，工艺简单；同时，未覆盖所述图形化金属膜2的半导体衬底层1未与金属颗粒接触，但在对所述半导体衬底层1的第一表面进行腐蚀处理的过程中，图形化金属膜2部分溶解，附着在半导体衬底层1的第一表面，同样存在一定的催化作用，由于未覆盖所述图形化金属膜2的半导体衬底层1受到图形化金属膜2的催化作用相对较小，能够在半导体衬底层中形成若干孔洞4。
在一个实施例中，所述开槽3的深度为3μm-8μm，例如为3μm、4μm、6μm或8μm。
在一个实施例中，所述腐蚀处理采用氧化剂和氢氟酸的混合溶液；在氧化剂和氢氟酸的混合溶液中，所述氧化剂的摩尔浓度为1M-10M，例如为1M、3M、5M、7M、9M或10M；所述氢氟酸的摩尔浓度为1M-10M，例如为1M、3M、5M、7M、9M或10M。
在一个实施例中，所述氧化剂包括双氧水、硝酸和高锰酸钾中的一种。
在一个实施例中，所述腐蚀处理的温度为25℃-60℃，例如为25℃、35℃、45℃、55℃或60℃；所述腐蚀处理的时间为60s-900s，例如为60s、150s、300s、450s、550s、600s、750s、800s或900s。
在其他实例中，可以是对所述半导体衬底层第二表面进行腐蚀处理；也可以是对所述半导体衬底层的第一表面和第二表面同时进行腐蚀处理。
参考图6，去除所述图形化金属膜2。
对所述半导体衬底层的第一表面进行腐蚀处理之后，去除所述图形化金属膜2。去除图形化金属膜2的步骤包括：提供清洗槽，所述清洗槽的内部适于容纳清洗液；将所述半导体衬底层1置于所述清洗槽进行浸泡处理。
由于图形化金属膜2包含有金属颗粒，可以理解的是，去除图形化金属膜2的同时去除了金属颗粒。
在一个实施例中，所述浸泡处理的温度为20℃-25℃，例如为20℃、22℃、24℃或25℃；所述浸泡处理的时间为3min-10min，例如为3min、5min、7min、9min或10min。
在一个实施例中，所述清洗液采用盐酸、双氧水和水的混合溶液；在盐酸、双氧水和水的混合溶液中，所述盐酸和双氧水的摩尔比为0.3-3，例如为0.3、2、2.5或3；所述盐酸和和水的摩尔比为0.125-1，例如为0.125、0.3、0.5、0.8或1。
在另一个实施例中，所述清洗液采用硝酸；所述硝酸的质量百分比浓度为30wt%-50wt%，例如为30wt%、40wt%或50wt%。
在另一个实施例中，所述清洗液采用王水。
参考图7，在所述半导体衬底层1的第一表面进行制绒处理。
去除图形化金属膜2之后，在所述半导体衬底层的第一表面进行制绒处理。由于在对所述半导体衬底层1的第一表面进行腐蚀处理的过程中，在半导体衬底层1中形成若干孔洞4，制绒溶液可更容易渗透并深入至孔洞4中并以孔洞4为制绒起点，从而快速制绒达到需要的绒面结构，降低制绒时间。
具体的，制绒处理的时间由现有的900s降低了10%-30%。
在本实施例中，制绒处理的时间630s-810s，例如为630s、650s、700s、750s、800s或810s。
在一个实施例中，所述制绒处理采用碱液，所述碱液包括氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，碱液的质量百分比浓度为0.01%-20%，例如为0.01%、5%、10%、15%或20%；制绒处理的温度为40℃-80℃，例如为40℃、50℃、60℃、70℃或80℃。在本实施例中，所述制绒处理还包括添加剂，添加剂包括本领域常规的添加剂，添加剂与碱液的质量比为0.005-0.5，例如为0.005、0.01、0.2、0.3、0.4或0.5。
在其他实施例中，在所述半导体衬底层的第二表面进行制绒处理；也可以是在所述半导体衬底层的第一表面和第二表面同时进行制绒处理。
在一个实施例中，在所述半导体衬底层1的第一表面进行制绒处理之后，对所述半导体衬底层1的第一表面进行漂洗及烘干处理。目的在于去除半导体衬底层1表面残留的制绒液。
在其他实施例中，可以不进行漂洗及烘干处理。
异质结电池的制备方法还包括：对所述半导体衬底层1的第一表面进行漂洗及烘干处理之后，在所述半导体衬底层1的所述第一表面形成本征半导体层（图中未示意）；在所述半导体衬底层1的所述第一表面形成本征半导体层之后，在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层1的一侧形成掺杂半导体层（图中未示意）；在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层1的一侧形成掺杂半导体层之后，在所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层1的一侧形成透明导电膜（图中未示意）；在所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层1的一侧形成透明导电膜之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层1的一侧形成栅线电极（图中未示意）。
在一个实施例中，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极的工艺包括电镀工艺。电镀工艺为集成电路设计领域的常规工艺，这里的主要步骤与其雷同，在此不展开做具体说明。
在其他实施例中，形成栅线电极的工艺包括丝网印刷工艺。
在电镀工艺中，镀层也就相当于栅线电极，采用含有镀层金属阳离子的溶液作为电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变，能够排除其它阳离子的干扰，镀层金属阳离子在透明导电膜的表面被还原成的镀层均匀且牢固；同时，可以增加声波作为辅助，声波带来的声辐射力能够促进镀层金属阳离子在开槽中的扩散和吸附，在开槽中形成无孔隙的镀层。这里的栅线电极充分均匀形成于开槽中，且不留间隙，以保证栅线电极与半导体衬底层的接触效果。
所述栅线电极与所述开槽对应设置。由于栅线电极具有一定高度，将所述栅线电极嵌入异质结电池片中，能够避免所述栅线电极对异质结电池表面造成遮挡，保证异质结电池表面的受光面积，从而提高异质结电池的转换效率。
在其他实施例中，在所述半导体衬底层的第二表面进行制绒处理之后，在所述半导体衬底层的所述第二表面形成本征半导体层；在所述半导体衬底层的所述第二表面形成本征半导体层之后，在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层；在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层之后，在所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成透明导电膜；在所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成透明导电膜之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极。
在其他实施例中，还可以是在所述半导体衬底层的第一表面和第二表面同时进行制绒处理之后，在第一表面和第二表面同时形成本征半导体层。
实施例2
本实施例提供一种异质结电池，采用上述实施例1的异质结电池的制备方法进行制备得到，参考图7，包括：
半导体衬底层1，所述半导体衬底层1包括相对的第一表面和第二表面；所述第一表面适于形成电池片的向光面，所述第二表面适于形成电池片的背光面；至少在所述第一表面具有栅线电极区；所述半导体衬底层1中设有开槽3，所述开槽3与所述栅线电极区对应设置。
还包括：至少在所述第一表面设置本征半导体层（图中未示意）；掺杂半导体层（图中未示意），位于所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧；透明导电膜（图中未示意），位于所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧；栅线电极（图中未示意），位于所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧；所述栅线电极与所述开槽3对应设置。
在本实施例中，在所述开槽3中设置栅线电极，能够提高栅线电极与透明导电膜的附着性，进而提高栅线电极与半导体衬底层1的结合力，保证栅线电极不容易脱落。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种异质结电池的制备方法，包括制绒处理，其特征在于，在进行制绒处理之前包括：
提供半导体衬底层；所述半导体衬底层包括相对的第一表面和第二表面；所述第一表面适于形成电池片的向光面，所述第二表面适于形成电池片的背光面；至少在所述第一表面具有栅线电极区；
至少在所述半导体衬底层的第一表面形成图形化金属膜，所述图形化金属膜位于所述栅线电极区；
形成所述图形化金属膜之后，至少对所述半导体衬底层的第一表面进行腐蚀处理，进行腐蚀处理的过程中，部分所述图形化金属膜形成金属颗粒，在所述金属颗粒和所述图形化金属膜的共同作用下，在所述半导体衬底层中形成开槽，同时在未覆盖所述图形化金属膜的所述半导体衬底层的第一表面形成若干孔洞；形成所述开槽的过程中，所述图形化金属膜朝向所述第二表面运动，下沉至所述开槽中；所述腐蚀处理包括氧化剂和酸性溶液；
进行腐蚀处理之后，去除所述图形化金属膜；
去除所述图形化金属膜之后，在所述半导体衬底层的第一表面进行制绒处理。
2.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，所述腐蚀处理采用氧化剂和氢氟酸的混合溶液；
所述腐蚀处理的温度为25℃-60℃；所述腐蚀处理的时间为60s-900s；
在氧化剂和氢氟酸的混合溶液中，所述氧化剂的摩尔浓度为1M-10M；所述氢氟酸的摩尔浓度为1M-10M；
所述氧化剂包括双氧水、硝酸和高锰酸钾中的一种。
3.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，所述制绒处理采用碱液，所述碱液包括氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，碱液的质量百分比浓度为0.01%-20%，制绒处理的温度为40℃-80℃，制绒处理的时间630s-810s。
4.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，去除图形化金属膜的步骤包括：
提供清洗槽，所述清洗槽的内部适于容纳清洗液；
将所述半导体衬底层置于所述清洗槽进行浸泡处理；
所述浸泡处理的温度为20℃-25℃；所述浸泡处理的时间为3min-10min。
5.根据权利要求4所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，所述清洗液采用盐酸、双氧水和水的混合溶液；在盐酸、双氧水和水的混合溶液中，所述盐酸和双氧水的摩尔比为0.3-3；所述盐酸和水的摩尔比为0.125-1；
或者，所述清洗液采用硝酸；所述硝酸的质量百分比浓度为30wt%-50wt%；
或者，所述清洗液采用王水。
6.根据权利要求1-5任一项所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，形成所述图形化金属膜的工艺包括热蒸镀沉积工艺或物理溅射工艺；
所述图形化金属膜为金膜、铂膜、银膜、铜膜或镍膜。
7.根据权利要求1-5任一项所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，所述图形化金属膜的厚度为5nm-20nm；所述开槽的深度为3μm-8μm。
8.根据权利要求1-5任一项所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，还包括：至少在所述半导体衬底层的第一表面形成图形化金属膜之前，对所述半导体衬底层进行表面预清洗处理；所述表面预清洗处理采用湿式化学清洗法，所述表面预清洗处理的温度为40℃-80℃，所述表面预清洗处理的时间为2min-4min。
9.根据权利要求1-5任一项所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，还包括：在所述半导体衬底层的第一表面进行制绒处理之后，在所述半导体衬底层的所述第一表面形成本征半导体层；在所述半导体衬底层的所述第一表面形成本征半导体层之后，在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层；在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层之后，在所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成透明导电膜；在所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成透明导电膜之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极；
所述栅线电极与所述开槽对应设置；
在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极的工艺包括电镀工艺。
10.一种异质结电池，采用权利要求1-9任一项所述的异质结电池的制备方法进行制备得到，其特征在于，包括：
半导体衬底层，所述半导体衬底层包括相对的第一表面和第二表面；所述第一表面适于形成电池片的向光面，所述第二表面适于形成电池片的背光面；至少在所述第一表面具有栅线电极区；
所述半导体衬底层中设有开槽，所述开槽与所述栅线电极区对应设置；
还包括：至少在所述第一表面设置本征半导体层；掺杂半导体层，位于所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧；透明导电膜位于所述掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧；栅线电极位于所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧；
所述栅线电极与所述开槽对应设置。
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