一种N型太阳能电池的绒面修饰方法技术

本发明专利技术涉及一种N型太阳能电池绒面修饰方法，包括如下步骤：a.配置绒面修饰混合溶液，混合NaOH或KOH溶液、双氧水以及去离子水，使NaOH或KOH在混合溶液中的浓度为0.5%‑2%；双氧水在混合溶液中的浓度为2%‑4%，按质量百分比计算；b.将制绒清洗后的硅片放入上述混合液中，在70‑80℃下反应3‑5分钟。本发明专利技术能够很好的平滑金字塔绒面尖锐的顶端和棱角，提升电池效率，并减少对电池外观的不良影响。

【技术实现步骤摘要】
一种N型太阳能电池的绒面修饰方法
本专利技术涉及太阳能电池硅片的清洗工艺，具体涉及一种N型太阳能电池的绒面修饰方法。
技术介绍
随着化石能源枯竭和环境污染问题日益严重，太阳能作为一种清洁可持续的高效能源已受到广泛关注。太阳能电池是将太阳能转变为电能的装置。提高太阳能电池光电转换效率降低其发电成本是全球光伏领域的研究热点。由于N型晶体Si具有体少子寿命长、光致衰减小、弱光响应好等优点，非常适于制作低成本高效率太阳能电池，N型太阳能电池已成为今后高效率晶体硅太阳电池的发展方向之一。现有的N型太阳能电池制备工艺如下：制绒→硼扩→刻蚀→磷扩→去BSG/PSG→ALD沉积制备氧化铝→双面镀膜→激光开槽→丝网印刷烧结→电注入→分检包装。由上面的制作工艺可以看出，太阳能电池制备一般从制绒工艺开始，单晶硅制绒主要是利用碱的各向异性腐蚀原理，如图1所示，在一定浓度的碱液中，OH-离子优先从（100）面开始腐蚀，最后暴露出交错的（111）晶面，形成所谓的“金字塔结构”，图1中标识长度表示绒面金字塔大小。但目前形成的“金字塔”塔尖比较尖锐，其尖锐的顶角和棱边一方面很容易产生缺陷态，降低少子寿命；另一方面，磷扩散工艺会造成尖锐的金字塔顶端掺杂浓度较高，导致其表面复合加重，影响开路电压；此外，金字塔顶端和棱边也会影响后续镀膜的均匀性，产生漏电流。目前克服上述金字塔塔尖缺陷的方法主要是利用湿法化学法平滑硅片表面金字塔结构，而湿法化学法主要有以下两种方法：一、酸腐蚀，主要是利用HNO3和HF腐蚀硅片，但其反应速率较快、不易控制且废水较难处理、综合成本高。二、碱腐蚀，主要是利用NaOH或KOH，其价格低廉，但是单纯的碱腐蚀反应速率较快，产生的气泡若不能及时脱离硅片表面，最终会在硅片表面形成雨点儿状脏污，影响外观和效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种N型太阳电池绒面修饰方法，其能够很好的平滑金字塔绒面尖锐的顶端和棱角，提升电池效率，并减少对电池外观的不良影响。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种N型太阳能电池的绒面修饰方法，其特征在于，包括如下步骤：a.配置绒面修饰混合溶液，混合NaOH或KOH溶液、双氧水以及去离子水，使NaOH或KOH在混合溶液中的浓度为0.5%-2%，双氧水在混合溶液中的浓度为2%-4%；b.将制绒清洗后的硅片放入上述混合液中，在70-80℃下反应3-5分钟。作为本专利技术的进一步改进为：NaOH或KOH在混合溶液中的浓度为0.5%-1%；双氧水在混合溶液中的浓度为3%-4%，按质量百分比计算。本专利技术的工作原理为：利用H2O2氧化硅生成二氧化硅，利用KOH在高温下与二氧化硅反应，从而腐蚀圆滑金字塔的塔尖和棱角。本专利技术中，由于采用了H2O2和KOH或NaOH为反应原料，而本专利技术中由于KOH或NaOH在高温下才能与二氧化硅反应，从而腐蚀圆滑金字塔的塔尖和棱角，但过高温度会使H2O2急速分解，因此为了达到反应的平衡，反应温度控制在70-80℃。本专利技术中，通过调控碱和双氧水的浓度、配比以及反应的温度和时间，使两种反应在特定的环境下形成可控反应和平衡反应，从而精确控制单晶硅金字塔绒面的变化，使之既能平滑金字塔尖锐的顶角和棱边，也不会使反射率明显上升，从而影响电池的电流和效率。具体为：本专利技术中，采用H2O2进行氧化反应，而H2O2氧化性较弱，使氧化反应趋于相对温和，从而便于控制氧化反应的速率。同时氧化反应的速率还跟H2O2浓度有关，H2O2浓度过低，会使二氧化硅层形成较慢，碱直接腐蚀硅片，造成外观不良；H2O2浓度过高，会大大延长反应时间，影响生产效率。本专利技术中为了与KOH或NaOH的腐蚀反应形成反应平衡，同时为了达到理想的反应状态和时间，本专利技术中H2O2的浓度控制为2%-4%。本专利技术中由于采用KOH或NaOH进行腐蚀反应，而KOH或NaOH浓度过低，则腐蚀速率极慢；KOH或NaOH浓度过高，则反应速率太快，使硅片抛光且造成外观不良，因此KOH或NaOH浓度控制在0.5%-2%，同时与H2O2的氧化反应形成动态反应平衡。在选定原料和原料浓度，设定反应温度情况下，本专利技术还进一步控制反应时间为3-5分钟，而在本专利技术中反应时间太短，则造成腐蚀不充分，效果不明显；反应时间太长，则金字塔绒面被腐蚀破坏，影响电池效率。因此，在上述制备工艺条件下，本专利技术可以制备出没有尖锐的顶角和棱边的单晶硅形貌，降低缺陷态密度，提高少子寿命，而且KOH或NaOH和H2O2还可以进一步起到对NH3.H2O和H2O2的混合水溶液的二次清洗作用，去除硅片表面的杂质，提升填充。另外，H2O2分解后变成H2O和O2，是无污染的氧化剂。而本工艺使用的KOH或NaOH以及H2O2成本较低，废水易于处理，非常适合工业化应用。说明书附图图1为单晶硅制绒后形成的“金字塔”结构的镜相图；图2为实施例二经绒面修饰后形成的“金字塔”结构的镜相图；图3为对比例一经绒面修饰后形成的“金字塔”结构的镜相图；图4为对比例二经绒面修饰后形成的“金字塔”结构的镜相侧面图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1：本实施例涉及一种N型太阳能电池的绒面修饰方法，包括如下步骤：1.配置绒面修饰溶液，由KOH溶液、双氧水以及去离子水混合而成，其中：按质量百分比计，混合溶液中KOH浓度为0.5%，双氧水浓度为2.5%；2.将制绒清洗后的硅片放入上述混合液中，在78℃下反应4分钟。如下表格所示：经本专利技术中配置的绒面修饰溶液修饰、清洗后的N型太阳能电池，由于平滑了表面金字塔顶端和棱边以及进一步去除了表面的杂质，减少了表面的复合且有利于扩散及钝化，使填充有所提升，本专利技术制备的N型电池效率较常规工艺提升效率0.04%，漏电也略有改善，整体优势明显。表格中，对比组为常规工艺制备的N型电池，实验组为经本案申请清洗过后制备的N型电池。实施例2：本实施例涉及一种N型太阳能电池的绒面修饰方法，包括如下步骤：1.配置绒面修饰溶液，由KOH溶液、双氧水以及去离子水混合而成，其中：按质量百分比计，混合溶液中KOH浓度为0.7%，双氧水浓度为3%；2.将制绒清洗后的硅片放入上述混合液中，在78℃下反应4分钟。如下表格所示：经本专利技术中配置的绒面修饰溶液修饰、清洗后的N型太阳能电池，由于平滑了表面金字塔顶端和棱边以及进一步去除了表面的杂质，减少了表面的复合且有利于扩散及钝化，使填充有所提升，本专利技术制备的N型电池效率较常规工艺提升效率0.06%，漏电也略有改善，整体优势明显。表格中，对比组为常规工艺制备的N型电池，实验组为经本案申请清洗过后制备的N型电池。实施例3：本实施例涉及一种N型太阳能电池的绒面修饰方法，包括如下步骤：1.配置绒面修饰溶液，由KOH溶液、双氧水以及去离子水混合而成，其中：按质量百分比计，混合溶液中KOH浓度为1%，双氧水浓度为3%；2.将制绒清洗后的硅片放入上述混合液中，在75℃下反应3.5分钟。如下表格所示：经本专利技术处理过的N型太阳能电池，使开路电压、填充有所提升，本专利技术制备的N型电池效率较常规工艺效率提升0.09%，漏电也略有改善，整体优势明显。如图2所示，观察表面形貌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种N型太阳能电池的绒面修饰方法，其特征在于，包括如下步骤：a. 配置绒面修饰混合溶液，混合NaOH或KOH溶液、双氧水以及去离子水，使NaOH或KOH在混合溶液中的浓度为0.5%‑2%；双氧水在混合溶液中的浓度为2%‑4%，按质量百分比计算；b. 将制绒清洗后的硅片放入上述混合液中，在70‑80℃下反应3‑5分钟。

【技术特征摘要】
1.一种N型太阳能电池的绒面修饰方法，其特征在于，包括如下步骤：a.配置绒面修饰混合溶液，混合NaOH或KOH溶液、双氧水以及去离子水，使NaOH或KOH在混合溶液中的浓度为0.5%-2%；双氧水在混合溶液中的浓度为2%-4%，按质量百分比计算；...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿辉，徐春，曹玉甲，杨三川，杨松波，
申请(专利权)人：江苏顺风光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32