一种黑硅绒面结构的制备方法技术

本发明专利技术提供一种黑硅绒面结构的制备方法，本发明专利技术通过首先将经过沉银和挖孔的硅片放入硝酸和氢氟酸的混合溶液中反应，得到第一步扩孔的硅片；然后将第一步扩孔后的硅片放入双氧水与氟化铵的混合溶液中进行反应，得到第二步扩孔的硅片，最后将第二步扩孔的硅片进行碱洗，得到制绒的黑硅。其中，本发明专利技术二次扩孔时所用的双氧水与氟化铵的混合溶液中，所述双氧水的质量百分比浓度为7.5％～12.5％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.4％～1.1％；结果发现，得到的黑硅的绒面结构中孔洞大小几乎一致，为均匀性较好的绒面结构，且孔洞内壁微结构光滑平整。

A Method for Preparing Black Silicon Suede Structure

The invention provides a preparation method of black silicon suede structure. First, the silicon wafer through silver deposition and hole digging is reacted in the mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid to obtain the silicon wafer with the first step of pore enlargement. Then, the silicon wafer with the first step of pore enlargement is reacted in the mixed solution of hydrogen peroxide and ammonium fluoride to obtain the silicon wafer with the second step of pore enlargement. Silicon wafers were alkali washed to obtain black silicon for wool making. Among them, in the mixed solution of hydrogen peroxide and ammonium fluoride, the mass percentage concentration of hydrogen peroxide is 7.5%~12.5%, and the mass percentage concentration of ammonium fluoride is 0.4%~1.1%. The results show that the holes in the black silicon suede structure obtained are almost the same size and uniform, and the micro-structure of the inner wall of the holes is smooth and flat. Whole.

【技术实现步骤摘要】
一种黑硅绒面结构的制备方法
本专利技术涉及硅太阳能电池领域，尤其涉及一种黑硅绒面结构的制备方法。
技术介绍
黑硅太阳能电池是近年来解决多晶金刚线切割问题的制绒方法。黑硅太阳能电池片的制绒工艺主要有反应离子刻蚀法(RIE)、机械刻槽技术、激光刻蚀技术、蜂窝绒面技术、金属诱导湿法黑硅(MCCE)等。而MCCE法是目前工业中使用最常见的一种方法。其工艺较为简单，也易进行商业化生产，该工艺主要包括沉银、挖孔、扩孔，这其中还掺杂着众多水洗的步骤。如申请号为201410430817.2的专利公开了一种降低金刚线切割的多晶硅片反射率的金属催化制绒方法，其采用HNO3和HF进行扩孔，再使用碱液和氨水、双氧水对已扩孔后硅片绒面进行修饰，形成蜂窝状绒面结构；又如申请号为201710725370.5的专利公开的一种提高多晶黑硅光电转换效率及组件功率的微观结构，其采用HNO3和HF扩孔，再使用XOH进行绒面修饰，形成表面绒面为蜂窝状结构；又如常州时创-多晶黑硅的扩孔工艺中，采用HNO3和HF和添加剂进行第一步扩孔后，再使用NaOH和添加剂进行第二次扩孔，生成蜂窝状绒面的表面结构。但是，现今湿法黑硅扩孔采用HF和HNO3或者再加入添加剂一起的混合液进行一步扩孔，再采用碱液和H2O2对其绒面进行修饰得到的扩孔后的硅片的绒面上产生的孔洞大小均匀性相对较差，且在修饰过程中并不能改善其孔洞大小的均匀性，只是去除绒面部分微结构。进而使得得到的硅电池开路电压变小，同时也使得串联电阻Rs和填充因子FF变差。因此，如何改进制绒工艺以期得到孔洞均匀的绒面形貌具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种黑硅绒面结构的制备方法，本专利技术提供的黑硅绒面孔洞均匀，且内壁光滑平整，进而使得以其制备的黑硅电池具有好的力学性能。本专利技术提供了一种黑硅绒面结构的制备方法，包括：1)将经过沉银和挖孔的硅片放入硝酸和氢氟酸的混合溶液中反应，得到第一步扩孔的硅片；2)将第一步扩孔后的硅片放入双氧水与氟化铵的混合溶液中进行反应，得到第二步扩孔的硅片，其中，所述双氧水与氟化铵的混合溶液中，所述双氧水的质量百分比浓度为7.5％～12.5％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.4％～1.1％；3)将第二步扩孔的硅片进行碱洗，得到制绒的黑硅。优选的，所述步骤1)中硝酸和氢氟酸的混合溶液中，硝酸的质量百分比浓度为34％～44.2％，氢氟酸的质量百分比浓度为3.4％～4.5％。优选的，所述步骤1)中反应的温度为8～12℃。优选的，所述步骤1)中反应的时间为40～80S。优选的，所述双氧水与氟化铵的混合溶液中，所述双氧水的质量百分比浓度为9.0％～10.5％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.55％～0.7％。优选的，所述步骤2)中反应的温度为8～12℃。优选的，所述步骤2)中反应的时间为100～360S。优选的，所述步骤3)的碱洗具体为采用KOH、NH3.H20和H2O2混合溶液对步骤2)得到的硅片的绒面进行修饰绒。优选的，所述KOH、NH3.H2O和H2O2混合溶液中，KOH的质量百分比浓度为1.8％～3.8％，所述NH3.H2O的质量百分比浓度为0.5％～1.5％，所述H2O2的质量百分比浓度为0.9％～2.1％。优选的，所述碱洗的温度为30～45℃。与现有技术相比，本专利技术提供的黑硅绒面结构的制备方法，通过首先将经过沉银和挖孔的硅片放入硝酸和氢氟酸的混合溶液中反应，得到第一步扩孔的硅片；然后将第一步扩孔后的硅片放入双氧水与氟化铵的混合溶液中进行反应，得到第二步扩孔的硅片，最后将第二步扩孔的硅片进行碱洗，得到制绒的黑硅。其中，本专利技术二次扩孔时所用的双氧水与氟化铵的混合溶液中，所述双氧水的质量百分比浓度为7.5～12.5％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.4％～1.1％；通过实验发现，本专利技术通过采用特定的工艺对黑硅进行制绒，得到的黑硅的绒面结构中孔洞大小几乎一致，为均匀性较好的绒面结构，且孔洞内壁微结构光滑平整。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的制绒的硅片的15000倍扫描电镜图；图2为本专利技术实施例1制备的制绒的硅片的20000倍场发射扫描电镜图；图3为本专利技术对比例1制备的制绒的硅片的15000倍扫描电镜图；图4为本专利技术对比例1制备的制绒的硅片的20000倍场发射扫描电镜图；图5为本专利技术对比例2制备的制绒的硅片的15000倍扫描电镜图；图6为本专利技术对比例2制备的制绒的硅片的20000倍场发射扫描电镜图。具体实施方式本专利技术提供了一种黑硅绒面结构的制备方法，包括：1)将经过沉银和挖孔的硅片放入硝酸和氢氟酸的混合溶液中反应，得到第一步扩孔的硅片；2)将第一步扩孔后的硅片放入双氧水与氟化铵的混合溶液中进行反应，得到第二步扩孔的硅片，其中，所述双氧水与氟化铵的混合溶液中，所述双氧水的质量百分比浓度为7.5％～12.5％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.4％～1.1％；3)将第二步扩孔的硅片进行碱洗，得到制绒的黑硅。按照本专利技术，本专利技术首先将经过沉银和挖孔的硅片放入硝酸和氢氟酸的混合溶液中反应，得到第一步扩孔的硅片；其中，所述硝酸和氢氟酸的混合溶液中，溶剂为水，硝酸的质量百分比浓度优选为34％～44.2％，更优选为35％～41％；氢氟酸的质量百分比浓度优选为3.4％～4.9％，更优选为3.9％～4.4％；所述反应的温度优选为8～12℃，更优选为9～10℃，所述反应的时间优选为40～80S，更优选为50～60S；本专利技术中，本专利技术对沉银和挖孔的方法没有特殊要求，本领域公知的由于黑硅沉银和挖孔的方法均可。按照本专利技术，本专利技术还将第一步扩孔后的硅片放入双氧水与氟化铵的混合溶液中进行反应，得到第二步扩孔的硅片，其中，所述双氧水与氟化铵的混合溶液中，溶剂为水，所述双氧水的质量百分比浓度优选为9.0％～10.5％，更优选为9.6％～10.2％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.4％～1.1％，更优选为0.55％～0.8％；所述反应的温度优选为8～12℃，更优选为10～11℃，所述反应的时间优选为100～360S，更优选为150～220S。按照本专利技术，本专利技术还将将第二步扩孔的硅片进行碱洗，得到制绒的黑硅；其中，所述碱洗的温度优选为30～45℃；所述碱洗的时间优选为2～4min。所述碱洗具体为采用KOH、NH3.H2O和H2O2混合溶液对步骤2)得到的硅片的绒面进行修饰绒，进而得到制绒的黑硅；其中，所述KOH、NH3.H2O和H2O2混合溶液中，溶剂为水，KOH的质量百分比浓度优选为1.8％～3.8％，NH3.H2O的质量百分比浓度优选为0.5％～1.5％，H2O2的质量百分比浓度优选为0.9％～2.1％。本专利技术提供了黑硅绒面结构的制备方法，通过首先将经过沉银和挖孔的硅片放入硝酸和氢氟酸的混合溶液中反应，得到第一步扩孔的硅片；然后将第一步扩孔后的硅片放入双氧水与氟化铵的混合溶液中进行反应，得到第二步扩孔的硅片，最后将第二步扩孔的硅片进行碱洗，得到制绒的黑硅。其中，本专利技术二次扩孔时所用的双氧水与氟化铵的混合溶液中，所述双氧水的质量百分比浓度为7.5％～12.5％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.7％～1.3％；结果表明，本专利技术提供的制绒方法可以削平绒面内部因扩孔产生的微结构，且孔洞大小一致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黑硅绒面结构的制备方法，包括：1)将经过沉银和挖孔的硅片放入硝酸和氢氟酸的混合溶液中反应，得到第一步扩孔的硅片；2)将第一步扩孔后的硅片放入双氧水与氟化铵的混合溶液中进行反应，得到第二步扩孔的硅片，其中，所述双氧水与氟化铵的混合溶液中，所述双氧水的质量百分比浓度为7.5％～12.5％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.4％～1.1％；3)将第二步扩孔的硅片进行碱洗，得到制绒的黑硅。

【技术特征摘要】
1.一种黑硅绒面结构的制备方法，包括：1)将经过沉银和挖孔的硅片放入硝酸和氢氟酸的混合溶液中反应，得到第一步扩孔的硅片；2)将第一步扩孔后的硅片放入双氧水与氟化铵的混合溶液中进行反应，得到第二步扩孔的硅片，其中，所述双氧水与氟化铵的混合溶液中，所述双氧水的质量百分比浓度为7.5％～12.5％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.4％～1.1％；3)将第二步扩孔的硅片进行碱洗，得到制绒的黑硅。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中硝酸和氢氟酸的混合溶液中，硝酸的质量百分比浓度为34％～44.2％，氢氟酸的质量百分比浓度为3.4％～4.5％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中反应的温度为8～12℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中反应的时间为40～80S。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，黄明，孟少东，汤洁，徐昆，
申请(专利权)人：江西展宇新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36