CN1983645A - 多晶硅太阳电池绒面的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多晶硅太阳电池绒面的制备方法，其特点在于将多晶硅置入碱腐蚀溶液中，该碱腐蚀溶液是NaOH、烷基磺酸钠和EDAT的混合水溶液，其中，NaOH的浓度为5－10％，烷基磺酸钠的浓度为0.5－4％，EDAT的浓度为2－10％；温度为85℃；腐蚀时间为2－10分钟。使用本发明方法制备的绒面反射率略低于用现有酸溶液制备的绒面反射率，各晶粒间的晶界不明显，肉眼观察时不感到由于不同晶向反射形成的光色反差；本发明方法还能同时去除硅表面损伤层10um－30um，加上生产过程中碱溶液的浓度不容易失调，能保证制备的多晶硅太阳电池绒面质量稳定。

Description

多晶硅太阳电池绒面的制备方法
技术领域
本发明涉及一种利用多晶硅制备太阳电池的技术，具体涉及一种多晶硅太阳电池绒面的制备方法。
背景技术
太阳电池是一种半导体器件，它能够直接将太阳的光能转换为电能。由于它工作时无需水、油、汽、燃料，只要有光就能发电的特点，堪称当代清洁、无污染的可再生能源，而且安装维护简单，使用寿命长，可以实现无人值守，倍受人们的青睐，是新能源的佼佼者。近年来，太阳能的应用在全球越来越广泛，特别是在通信领域，太阳能电源系统正逐步取代一些传统的电源设备，得到越来越普遍的应用。
制造太阳电池时，需先进行化学处理，使得硅表面做成了一个具有一定形状的绒面。绒面是指存在于物体表面上的一系列有规则(单晶表面)或无规则(多晶表面)的高低不同和大小不同的表面形状。由于绒面的存在，物体表面的反射率就会大大降低，增加光的吸收。
制造太阳电池时，减小硅表面反射率通常用化学腐蚀改变表面织构，达到一定图形，使尽可能多的光被硅片表面吸收。多晶硅由不同晶向的硅晶粒(块)组成，如果用各向异性的NaOH碱溶液来腐蚀表面，结果由于不同方向晶粒(块)的腐蚀速率差异，造成各晶粒间的晶界加深台阶，不同晶面的图案各不相同，不能起到减反射的目的。对制备栅电极和扩散均带来不利。
近几年，国际上均用酸溶液(HF/HNO3)作各向同性腐蚀，达到减小晶面台阶(显微镜下几乎观察不到)和具有一定图形的目的。
A、Hauser在2004年法国巴黎召开的19th EU-PSEC会议上发表的酸、碱溶液所作的绒面的综合性论文。该论文指出：NaOH碱溶液腐蚀表面制作绒面的反射率为36％，酸溶液腐蚀表面制作绒面的反射率为25.4％。
中国专利CN1614789A于2005年05月11日公开了一种制备多晶硅绒面的方法，该方法使用一种氧化剂和氢氟酸混合液腐蚀多晶硅，其中，氧化剂(CrO3或K2Cr2O7或它们的混合物)浓度范围为0.01到0.5摩尔/升，氢氟酸的浓度范围为1到15摩尔/升，温度范围为5摄氏度到50摄氏度，酸腐蚀时间范围为5分钟到60分钟。采用该发明的酸腐蚀溶液腐蚀后的多晶硅片不仅可以形成均匀的绒面，而且可以提高太阳能电池光电转换效率5％以上。
但是在大规模生产中使用酸溶液腐蚀，由于酸溶液易挥发，在生产过程中不断配比失调，必须不断添液，这不仅带来麻烦，而且不能保证质量稳定。
发明内容
针对现有技术使用酸溶液腐蚀多晶硅绒面的上述不足，本发明提出一种不仅可以去除多晶硅表面损伤层10um-30um的同时形成均匀的绒面，而且适合大规模生产的多晶硅太阳电池绒面的制备方法。
本发明提出的多晶硅太阳电池绒面的制备方法，是将多晶硅置入碱腐蚀溶液中，该碱腐蚀溶液是NaOH、烷基磺酸钠和EDAT的混合水溶液，其中，NaOH的浓度为5-10％，烷基磺酸钠的浓度为0.5-4％，EDAT的浓度为2-10％；温度为85℃；腐蚀时间为2-10分钟。烷基磺酸钠作为分散剂，使多晶硅表面能得到均匀腐蚀；EDAT是弱酸强碱，其能同时在酸性和碱性溶液中腐蚀，使多晶硅表面能得到均匀腐蚀的特性。
相对于现有技术，本发明提出一种增加一种添加剂的碱溶液来制作多晶太阳电池绒面，制备的绒面与用酸溶液制备的绒面相似，各晶粒间的晶界不明显，肉眼观察时不感到由于不同晶向晶面反射形成的光色反差。测量不同波长下(400-1000mm)反射率，大部分均在20％左右(如图1所示)，比现有技术中用酸溶液做的绒面反射率还低。与A、Hauser发表的数据比较，本发明使用碱溶液制作的绒面反射率低于Hauser的酸溶液制作绒面的反射率，也低于专利CN1614789A酸溶液制作绒面的反射率。并且略低于我们用酸溶液(与专利CN1614789A和Hauser不同配方)制备绒面的反射率。而大大优于其指出的碱溶液制作的绒面。
使用本发明方法在制作绒面的过程中，能同时去除硅表面损伤层10um-30um。另外，由于本发明采用不易挥发的碱溶液，生产过程中碱溶液的浓度不容易失调，能保证制备的多晶硅太阳电池绒面质量稳定。
附图说明
图1是不同波长条件下采用本发明方法和使用酸溶液制备的多晶硅太阳电池绒面反射率曲线图。
其中：7为本发明方法；5为酸溶液；R为反射率；Wavelength为波长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
配置NaOH、烷基磺酸钠和EDAT的混合水溶液，NaOH、烷基磺酸钠和EDAT的浓度分别为10％、0.5％和2％。将多晶硅浸入85℃的上述溶液，腐蚀三分钟。得到的绒面形状小面均匀，晶粒间晶界模糊，晶粒间无明显色差，减薄25um，测得反射率为20.8％。
实施例2
配置5％NaOH、1％烷基磺酸钠和2％EDAT的混合水溶液。将多晶硅浸入85℃的该溶液，腐蚀五分钟。得到的绒面形状小面均匀，晶粒间晶界模糊，晶粒间无明显色差，减薄20um，测得反射率为21.4％。
实施例3
配置5％NaOH、0.5％烷基磺酸钠和2％EDAT的混合水溶液。将多晶硅浸入85℃的该溶液，腐蚀三分钟。得到的绒面形状小面均匀，晶粒间晶界模糊，晶粒间无明显色差，减薄15um，测得反射率为20.4％。
实施例4
配置NaOH、烷基磺酸钠和EDAT的混合水溶液，NaOH、烷基磺酸钠和EDAT的浓度分别为6％、4％和4％。将多晶硅浸入85℃的上述溶液，腐蚀二分钟。得到的绒面形状小面均匀，晶粒间晶界模糊，晶粒间无明显色差，减薄10um，测得反射率为21.7％。

Claims (2)

1、一种多晶硅太阳电池绒面的制备方法，其特征在于将多晶硅置入碱腐蚀溶液中，该碱腐蚀溶液是NaOH、烷基磺酸钠和EDAT的混合水溶液，其中，NaOH的浓度为5-10％，烷基磺酸钠的浓度为0.5-4％，EDAT的浓度为2-10％；温度为85℃；腐蚀时间为2-10分钟。
2、根据权利要求1所述的多晶硅太阳电池绒面的制备方法，其特征在于NaOH的浓度为5-10％，烷基磺酸钠的浓度为0.5-4％，EDAT的浓度为2-4％。
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Open date: 20070620