当前位置: 首页 > 专利查询>浙江大学专利>正文

一种金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法技术

技术编号:18428466 阅读:22 留言:0更新日期:2018-07-12 02:29
本发明专利技术公开了一种金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法,包括以下步骤:(1)在10~30℃下,将清洗后的金刚线切割多晶硅片浸没于第一腐蚀液中腐蚀3~5min;所述第一腐蚀液为HF、HNO3和去离子水的混合液;(2)在0~5℃下,将步骤(1)中腐蚀后的硅片浸没于第二腐蚀液中腐蚀1~9min;所述第二腐蚀液为水相、油相和乳化剂的混合液;所述水相为HF、HNO3和去离子水的混合液;所述油相为甲苯,所述乳化剂为吐温;(3)在10~30℃下,将步骤(2)中腐蚀后的硅片浸没于碱溶液中进行刻蚀0.5~5min,清洗、干燥,即得。本发明专利技术制得的绒面具有较低的反射率和较高的少子寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法
本专利技术涉及太阳能应用领域,尤其涉及一种金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法。
技术介绍
目前,最重要的太阳电池材料是晶体硅,占据了90%以上的市场份额。晶体硅主要分为单晶硅、多晶硅,由于多晶硅的成本更低,其市场份额一直超越单晶硅占光伏市场的主导。对于多晶硅太阳电池来讲,如何提高电池效率同时降低成本是目前的研究热点。在硅片上制备绒面能够有效降低光反射率,增加光吸收,从而提高太阳电池的效率。金刚线切割多晶硅片具有切割速度快、精度高、原材料损耗小等优点,并且金刚线切割多晶硅片由于切割成本较砂浆片低0.3~0.7元,因而市场上急迫想将砂浆多晶片切换为金刚线多晶片。但是,金刚线多晶硅片的制绒是个大难题。由于金刚线多晶硅片切割的损伤层较浅,线痕区和非线痕区差异大,采用常规酸制绒后硅片表面反光和线痕严重,出绒率低,并且反射率较高,因而制成电池片后效率较低,外观也无法通过。而其他方法诸如等离子干法刻蚀(RIE)、激光刻槽等干法刻蚀法虽然可以制备出较为均匀、反射率较低的绒面,但是这些方法的成本很高且设备昂贵,硅片表面也会有较为严重的机械损伤;利用金属辅助催化腐蚀法制备绒面,其成本较高,同时含贵金属的废液处理也是需要注意的问题,工业化生产较为困难。因而,如何低成本制备出较好的金刚线切割多晶硅片的绒面是目前的研究热点。
技术实现思路
本专利技术提供一种金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法,制备的金刚线切割多晶硅片绒面反射率低,少子寿命较长。本专利技术提供了如下技术方案:一种金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法,包括以下步骤:(1)在10~30℃下,将清洗后的金刚线切割多晶硅片浸没于第一腐蚀液中腐蚀3~5min;所述第一腐蚀液为HF、HNO3和去离子水的混合液;(2)在0~5℃下,将步骤(1)中腐蚀后的硅片浸没于第二腐蚀液中腐蚀1~9min;所述第二腐蚀液为水相、油相和乳化剂的混合液;所述水相为HF、HNO3和去离子水的混合液;所述油相为甲苯,所述乳化剂为吐温;(3)在10~30℃下,将步骤(2)中腐蚀后的硅片浸没于碱溶液中进行刻蚀0.5~5min,清洗、干燥,即得。本专利技术的制备方法中,通过第一次腐蚀,一方面可以去除金刚线切割硅片表面的损伤层,另一方面还在多晶硅表面形成微米级的腐蚀坑,初步降低金刚线切割硅片表面的反射率;第二次腐蚀时,特定配比的第二腐蚀液和特定的腐蚀时间,使得绒面的反射率得到进一步降低;第三步碱溶液的刻蚀可以对绒面的多孔结构进行修正,减少少数载流子表面复合,提高有效少子寿命。优选的,步骤(1)中,所述的清洗为:将金刚线切割多晶硅片放入乙醇中超声清洗后,再投入RCA溶液中进行清洗。经过步骤(1)的清洗后,可以有效去除金刚线切割多晶硅片表面的有机物和金属离子,便于后续的腐蚀。步骤(1)对金刚线切割多晶硅片表面进行第一次腐蚀,腐蚀后在金刚线切割多晶硅片表面形成均匀的腐蚀坑。优选的,所述第一腐蚀液为质量浓度为40%的HF、质量浓度为65%的HNO3和去离子水的混合液,以体积比计,HF∶HNO3∶去离子水=1~2∶1∶1~5。进一步优选的,第一腐蚀液中,以体积比计,HF∶HNO3∶去离子水=2∶1∶2.5~3.5。上述配比的第一腐蚀液可以使腐蚀后的金刚线切割多晶硅片的腐蚀坑更加均匀。优选的,步骤(1)中,腐蚀温度为室温,腐蚀时间为3min。室温下进行反应,能够减少能源消耗,有利于工业化生产。步骤(2)中,第二腐蚀液的配比和腐蚀时间是两个重要的参数。优选的,所述第二腐蚀液中,以体积比计,水相∶油相=4~6∶1;(水相+油相)∶乳化剂=4~6∶1;所述水相为质量浓度为40%的HF、质量浓度为65%的HNO3和去离子水的混合液,以体积比计,HF∶HNO3=1∶1~3,(HF+HNO3)∶去离子水=1~5∶1;所述油相为甲苯,所述乳化剂为吐温。进一步优选的,所述第二腐蚀液中,以体积比计,水相∶油相=4∶1;(水相+油相)∶乳化剂=4~6∶1;所述水相为质量浓度为40%的HF、质量浓度为65%的HNO3和去离子水的混合液,以体积比计,HF∶HNO3=1∶2~3,(HF+HNO3)∶去离子水=2~5∶1;所述油相为甲苯,所述乳化剂为吐温。再优选的,所述第二腐蚀液中,以体积比计,水相∶油相=4∶1;(水相+油相)∶乳化剂=6∶1;所述水相为质量浓度为40%的HF、质量浓度为65%的HNO3和去离子水的混合液,以体积比计,HF∶HNO3=1∶2,(HF+HNO3)∶去离子水=4~5∶1;所述油相为甲苯,所述乳化剂为吐温。第二腐蚀液为上述配比时,制得的绒面反射率较低。优选的,步骤(2)中,腐蚀时间为3~7min;进一步优选的,腐蚀时间为3~5min。腐蚀时间过短时,绒面的反射率较低,随着腐蚀时间的延长,绒面反射率逐渐降低然后趋于不变。步骤(2)中,腐蚀时对反应体系进行超声。可加快腐蚀速度。步骤(3)采用碱液对绒面的多孔结构进行修饰,提高其有效少子寿命。优选的,所述的碱溶液为质量百分比浓度为1~3%的氢氧化钠水溶液。优选的,步骤(3)的刻蚀温度为室温。一种优选的技术方案如下:一种金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法,包括以下步骤:(1)在室温下,将清洗后的金刚线切割多晶硅片浸没于第一腐蚀液中腐蚀3~5min;所述第一腐蚀液为质量浓度为40%的HF、质量浓度为65%的HNO3和去离子水的混合液,以体积比计,HF∶HNO3∶去离子水=2∶1∶2.5~3.5;(2)在0~5℃下,将步骤(1)中腐蚀后的硅片浸没于第二腐蚀液中腐蚀4~5min;所述第二腐蚀液为水相、油相和乳化剂的混合液,以体积比计,水相∶油相=4∶1;(水相+油相)∶乳化剂=6∶1;所述水相为质量浓度为40%的HF、质量浓度为65%的HNO3和去离子水的混合液,以体积比计,HF∶HNO3=1∶2,(HF+HNO3)∶去离子水=4~5∶1;所述油相为甲苯,所述乳化剂为吐温;(3)在室温下,将步骤(2)中腐蚀后的硅片浸没于碱溶液中进行刻蚀0.5~5min,清洗、干燥,即得。该优选技术方案制定的绒面反射率低、少子寿命较长。与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:本专利技术的金刚线切割多晶硅片绒面制备方法简单,成本低廉,制得的绒面具有较低的反射率和较高的少子寿命。附图说明图1为实施例1制备的金刚线切割多晶硅片绒面的SEM图,其中:(a)为步骤(4)处理前样品的SEM图,(b)为步骤(4)处理后样品的SEM图;图2为实施例1~4和对比例1、2制备的金刚线切割多晶硅片绒面的反射率曲线图;图3为实施例5、6和对比例1、2制备的金刚线切割多晶硅片绒面的反射率曲线图。具体实施方式实施例1(1)将厚度为180±5μm,大小为30mm×30mm的金刚线切割多晶硅片放入乙醇中进行超声清洗,再在80℃下浸入RCA溶液中清洗,去除硅片表面有机物和金属离子;(2)将清洗后的硅片放入聚四氟乙烯反应釜中进行预腐蚀。密封,在室温下,反应3min,预腐蚀液为质量浓度为40%的HF、质量浓度为65%的HNO3和DI的混合溶液,溶液配比为2∶1∶3(vol);(3)将步骤2得到的硅片用DI清洗,然后放入腐蚀液中进行腐蚀。反应温度为0℃,反应时间为5min,低频超声。腐蚀液为水相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在10~30℃下,将清洗后的金刚线切割多晶硅片浸没于第一腐蚀液中腐蚀3~5min;所述第一腐蚀液为HF、HNO3和去离子水的混合液;(2)在0~5℃下,将步骤(1)中腐蚀后的硅片浸没于第二腐蚀液中腐蚀1~9min;所述第二腐蚀液为水相、油相和乳化剂的混合液;所述水相为HF、HNO3和去离子水的混合液;所述油相为甲苯,所述乳化剂为吐温;(3)在10~30℃下,将步骤(2)中腐蚀后的硅片浸没于碱溶液中进行刻蚀0.5~5min,清洗、干燥,即得。

【技术特征摘要】
1.一种金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在10~30℃下,将清洗后的金刚线切割多晶硅片浸没于第一腐蚀液中腐蚀3~5min;所述第一腐蚀液为HF、HNO3和去离子水的混合液;(2)在0~5℃下,将步骤(1)中腐蚀后的硅片浸没于第二腐蚀液中腐蚀1~9min;所述第二腐蚀液为水相、油相和乳化剂的混合液;所述水相为HF、HNO3和去离子水的混合液;所述油相为甲苯,所述乳化剂为吐温;(3)在10~30℃下,将步骤(2)中腐蚀后的硅片浸没于碱溶液中进行刻蚀0.5~5min,清洗、干燥,即得。2.根据权利要求1所述的金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法,其特征在于,所述第一腐蚀液为质量浓度为40%的HF、质量浓度为65%的HNO3和去离子水的混合液,以体积比计,HF∶HNO3∶去离子水=1~2∶1∶1~5。3.根据权利要求2所述的金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法,其特征在于,第一腐蚀液中,以体积比计,HF∶HNO3∶去离子水=2∶1∶2.5~3.5。4.根据权利要求1所述的金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的清洗为:将金刚线切割多晶硅片放入乙醇中超声清洗后,再投入RCA溶液中进行清洗。5.根据权利要求1所述的金刚线切割多晶硅太阳电池绒面的制备方法,其特征在于,所述第二腐蚀液中,以体积比计,水相∶油相=4~6∶1;(水相+油相)∶乳化剂=4~6∶1;所述水相为质量...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪雷刘友博蔡辉王淑娴李利凯杨德仁汤庆文张坤郭庆崔灿赵红喜
申请(专利权)人:浙江大学蚌埠产品质量监督检验研究院
类型:发明
国别省市:浙江,33

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1