CN204315589U - 一种多晶硅太阳能电池的绒面结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多晶硅太阳能电池的绒面结构，包括硅片衬底，所述硅片衬底上设有等距排列的坑状结构，所述坑状结构的坑径为1-5μm，深度为1-5μm。采用本实用新型，能有效降低多晶硅太阳能电池对太阳光的反射率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种多晶硅太阳能电池的绒面结构。
背景技术
晶硅太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。
晶硅太阳能电池的制造工艺分为制绒、扩散、刻蚀、正面镀膜、丝网印刷、烧结六大工序。其中，制绒的目的是在硅片正面形成凹凸不平的绒面结构，增加太阳光的吸收面积，降低太阳光的反射率。行业内都是采用酸法制绒的方式对多晶硅表面制绒，反射率一般在18%到25%，远远高于单晶制绒后的反射率。单晶硅由于具有各向异性，采用碱法制绒，可以形成金字塔结构，达到很低的反射率，一般在10%左右。多晶硅是由很多小的单晶颗粒组成，是各向同性，采用碱法腐蚀达不到跟单晶相同的效果。另外现有的多晶硅绒面结构不均匀，形态各异，绒面高低落差小于1μm ，深度不足，陷光效果有待提高。因此，降低多晶硅电池的反射率成为提升多晶硅光电转换效率的重要方向之一。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种多晶硅太阳能电池的绒面结构，能有效降低多晶硅太阳能电池对太阳光的反射率。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多晶硅太阳能电池的绒面结构，包括硅片衬底，所述硅片衬底上设有等距排列的坑状结构，所述坑状结构的坑径为1-5μm，深度为1-5μm。
作为上述方案的改进，所述绒面结构对太阳光的反射率为5-10%。
作为上述方案的改进，相邻两个所述坑状结构的间距为1-3μm。
作为上述方案的改进，所述绒面结构还包括一层氮化硅膜，所述氮化硅膜层叠在所述硅片衬底上。
作为上述方案的改进，所述氮化硅膜的厚度为60-100nm。
作为上述方案的改进，所述坑状结构为坑内带有棱角的坑状结构。
作为上述方案的改进，所述坑状结构是通过先在所述硅片衬底上氧化一层有腐蚀孔的二氧化硅层，后采用硝酸和氢氟酸腐蚀形成的。
实施本实用新型，具有如下有益效果：
相对于现有技术的绒面结构深度不足，本实用新型所述绒面结构能使坑状结构加深深度至1-5μm，入射光线分散到各个角度，从而增加光在太阳能电池中的光程，提高光子的吸收量，降低对光反射率至5-10%。而且本实用新型绒面结构可控性强，分布均匀，性能稳定。另外，本实用新型还能在坑状结构上再设置一层氮化硅膜，能进一步降低绒面结构的对光反射率，由此解决现有技术绒面结构不规则，深度不足从而导致无法降低对太阳光的反射率的技术问题。
附图说明
图1是本实用新型一种多晶硅太阳能电池的绒面结构的结构示意图；
图2是本实用新型一种多晶硅太阳能电池的绒面结构的又一结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
结合图1，本实用新型提供一种多晶硅太阳能电池的绒面结构，包括硅片衬底1，所述硅片衬底1上设有等距排列的坑状结构2，所述坑状结构2的坑径d为1-5μm，深度h为1-5μm 。
需要说明的是，本实用新型所述硅片衬底1可以为P型硅片或N型硅片，通过P型硅或N型硅原料晶体成长的方法，形成晶棒后，切片成156mm x 156mm的尺寸，但不限于该尺寸。
优选地，所述坑状结构2的坑径d为1-2μm，深度h为1-2μm 。
优选地，相邻两个所述坑状结构2的间距s为1-3μm。
更佳地，相邻两个所述坑状结构2的间距s为1-2μm。
现有采用腐蚀方式成形的多晶硅电池的绒面结构存在绒面的不规则，不可控，而且绒面的深度不足，对太阳光的反射率较高，影响对太阳光的吸收。
而本实用新型通过利用二氧化硅和硅片在与酸液反应速率不同的特性，先在硅片表面形成一层二氧化硅层，然后通过腐蚀浆料与二氧化硅反应形成腐蚀孔，使部分硅片裸露在外，再将硅片浸泡在装有HNO3和HF混合溶液酸槽中，从而形成的绒面结构为坑径较小，深度较深的带有棱角的坑状结构。
相对于现有技术的绒面结构深度不足，本实用新型所述绒面结构能使坑状结构加深深度至1-5μm ，入射光线分散到各个角度，从而增加光在太阳能电池中的光程，提高光子的吸收量。通过检测发现，本实用新型对太阳光的反射率为5%-10%，远远低于目前多晶硅电池制绒结构的反射率18%到25%，有效地提供电池的光电转换效率。
而且现有技术在制备绒面结构时，无法控制绒面结构，均匀性较差，由此制得的电池反射率浮动幅度较大。而本实用新型所述绒面结构的坑状结构2可通过控制二氧化硅层腐蚀孔洞的位置，改变绒面坑状结构2的分布，由此本实用新型绒面结构可控，分布均匀，性能稳定。
优选地，如图2所示，本实用新型的绒面结构还包括一层氮化硅膜3，所述氮化硅膜3层叠在所述硅片衬底1上。
需要说明的是，氮化硅膜3是采用等离子增强化学气相淀积技术，使氨气和硅烷离子化，沉积在硅片表面形成减反层。氮化硅膜3具有较高的折射率，能起到较好的减反射效果。在坑状结构2上再设置一层氮化硅膜3，能进一步降低绒面结构的对光反射率。
优选地，所述氮化硅膜3的厚度为65-95nm。
更佳地，所述氮化硅膜3的厚度为75-85nm。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种多晶硅太阳能电池的绒面结构，其特征在于，包括硅片衬底，所述硅片衬底上设有等距排列的坑状结构，所述坑状结构的坑径为1-5μm，深度为1-5μm 。
2.如权利要求1所述多晶硅太阳能电池的绒面结构，其特征在于，所述绒面结构对太阳光的反射率为5-10%。
3.如权利要求1所述多晶硅太阳能电池的绒面结构，其特征在于，相邻两个所述坑状结构的间距为1-3μm。
4.如权利要求1所述多晶硅太阳能电池的绒面结构，其特征在于，所述绒面结构还包括一层氮化硅膜，所述氮化硅膜层叠在所述硅片衬底上。
5.如权利要求4所述多晶硅太阳能电池的绒面结构，其特征在于，所述氮化硅膜的厚度为60-100nm。
6.如权利要求1所述多晶硅太阳能电池的绒面结构，其特征在于，所述坑状结构为坑内带有棱角的坑状结构。
7.如权利要求1所述多晶硅太阳能电池的绒面结构，其特征在于，所述坑状结构是通过先在所述硅片衬底上氧化一层有腐蚀孔的二氧化硅层，后采用硝酸和氢氟酸腐蚀形成的。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104966756A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-10-07 | 常德汉能薄膜太阳能科技有限公司 | 太阳能电池反射膜的双减反层结构及制备方法 |
| CN113512229A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-19 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种微纳多孔陷光结构及其制备方法 |
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- 2014-12-05 CN CN201420755573.0U patent/CN204315589U/zh active Active
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