一种太阳电池的硅片清洗制绒方法技术

本发明专利技术涉及一种太阳电池的清洗制绒方法，包括：对硅片的预清洗、碱性溶液下去损伤层、表面氧化层刻蚀、干燥工序、预清洗、制绒形成金字塔绒面结构、清洗去除有机物、表面抛光圆滑绒面、清洗去除金属杂质、表面氧化层刻蚀、干燥工序。本发明专利技术的清洗制绒方法操作简单，成本低廉，适用于大面积太阳电池的批量生产；运用本发明专利技术的清洗制绒方法，可以使硅片表面清洗得更干净，同时形成的金字塔绒面的顶部带有一定的圆滑面，有利于解决在后续的等离子体沉积中由于尖端放电等不利因素导致的非晶硅薄膜沉积不均匀的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于硅片清洗制绒领域，特别涉及。
技术介绍
太阳能被认为是最有发展前途的一种可再生能源，一方面是因为太阳无所不在，太阳照到的地方就有太阳能，另一方面太阳能是取之不尽用之不竭的。将太阳光转换成电能的太阳电池制造方法在近几年发展非常迅速，产生了各种各样的电池。目前，大规模开发利用太阳能光伏发电的核心在于提升太阳电池的光电转换效率和降低太阳电池的生产成本。带有本征薄层的非晶硅/单晶硅异质结太阳电池，即HIT太阳电池，可以用200° C以下的低温非晶硅沉积技术来替代传统晶硅电池生产工艺中的高温过程，因而有望成为另一 种形式的单晶硅电池，在实现低价高效太阳电池方面具有非常重要的应用前景。目前，日本的松下公司在2011年研发的HIT太阳电池已经实现23. 7%的转换效率，而世界上其他研究组均无法达到20%以上。因此，为了能研发出转换效率超过20%的高效HIT电池，改进太阳电池制造技术，优化生产工艺，具有十分重要的意义。经对现有HIT太阳电池制造工艺研究调查发现，HIT太阳电池是利用晶体硅做衬底材料，在其上沉积非晶硅薄膜。其中非晶硅薄层的均匀性和薄膜质量，是影响太阳电池效率的关键因素之一。但是由于非晶硅薄层的厚度仅有5-15纳米，因此非晶硅薄膜的沉积受到硅片表面形貌的严重影响。目前的HIT太阳电池制造工艺中，为了获得硅片表面较好的减反射效果，往往利用硅本身晶面腐蚀速度的不同做成表面为(111)晶面的四面方锥体结构，即金字塔结构。但是该结构因其尖峰锐利，易于在非晶硅薄膜沉积过程中引起等离子体放电等不利因素，使得难于获得沉积均匀的非晶硅薄膜，造成薄膜质量较差和低电池转换效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方法简单高效，适用于异质结太阳电池的清洗制绒，也适用于大面积太阳电池的生产，这将为大规模生产高效异质结电池提供重要参考，应用前景广阔。本专利技术的一种太阳电池的清洗制绒方法，包括如下步骤(I)预清洗将硅片进行预清洗，然后用去离子水漂洗2-5分钟，得到预清洗后的娃片;(2)碱性溶液下去损伤层将上述预清洗后的硅片放入碱性溶液中进行去损伤层刻蚀处理，去损伤层后用去离子水漂洗2-5分钟；(3)表面氧化层刻蚀并干燥将步骤(2)得到的去损伤层后的硅片用氢氟酸水溶液进行表面氧化层刻蚀腐蚀处理，然后用去离子水漂洗2-5分钟后干燥；(4)预清洗将步骤(3)得到硅片进行预清洗，然后用去离子水漂洗2-5分钟；(5)制绒形成金字塔绒面结构将经过步骤(4)处理后的硅片放入制绒液中进行制绒，以形成金字塔绒面结构，制绒后用去离子水漂洗2-5分钟；(6)清洗以去除有机物将步骤(5)得到的制绒后的硅片进行清洗以去除有机物，然后用去离子水漂洗2-5分钟；(7)表面抛光圆滑绒面将步骤(6)清洗后的硅片置于含有HF和HNO3的去离子水溶液中进行表面抛光圆滑绒面处理，处理的温度5-30° C，处理的时间是1-15分钟；处理后用去离子水漂洗1-5分钟；其中含有HF和HNO3的去离子水溶液中HF的质量百分数为O.1-2%，HNO3的质量百分数为40-60%，去离子水的质量百分数为38-59. 9% ；(8)清洗去除金属杂质离子将经过步骤(7)处理后的硅片进行清洗以去除金属杂质离子，然后用去离子水漂洗1-5分钟；(9)表面氧化层刻蚀并干燥将经过步骤(8)处理后的硅片用氢氟酸水溶液进行表面氧化层刻蚀腐蚀处理，最后干燥即可。步骤(I)和(4)中所述的预清洗中所用的清洗液为含有NH4OH和H2O2的去离子水溶液，其中NH4OH的质量百分数为2-5%，H2O2的质量百分数为3_6%，去离子水的质量百分数为89-95%，预清洗的温度是50-90° C，预清洗的时间为2_12分钟。步骤(2)中所述的碱性溶液为质量百分数为1-10%的NaOH或KOH水溶液，所述的去损伤层刻蚀处理的处理温度为50-90° C，处理时间是1-6分钟。步骤(3)和(9)中所述的氢氟酸水溶液中氢氟酸的质量百分数为1_10%，所述的腐蚀处理中腐蚀温度为10-30° C，腐蚀时间为1-6分钟。步骤(3)和(9)中所述的干燥为用热风干燥，干燥温度为60-80° C，干燥时间为15-40分钟。步骤(5)中所述的制绒液的成分为NaOH (Κ0Η)、添加剂和去离子水，其中NaOH(Κ0Η)、添加剂和去离子水所占的质量分数分别为1-10%、0. 1-1. 0%和89-98. 9% ;所述的制绒的温度为50-90° C，制绒的时间为15-40分钟。上述的添加剂为含有表面活性剂的甲醇/乙醇/水的混合液。步骤(6冲所述的清洗中所用的清洗液为含有NH4OH和H2O2的去离子水溶液，其中NH4OH的质量百分数为2-5%，H2O2的质量百分数为3_6%，去离子水的质量百分数为89_95%，清洗的温度是50-90° C，清洗的时间为2-8分钟。步骤(8)所述的清洗中所用的清洗液为含有HCl和H2O2的去离子水溶液，其中HCl的质量百分数为1-10%，H2O2的质量百分数为1-5%，去离子水的质量百分数为85-98% ;所述清洗的温度为50-90° C，清洗的时间为1-10分钟。在制绒硅片上沉积非晶硅薄膜时，由于等离子体尖端放电等不利因素导致的非晶硅薄膜沉积不均匀，本专利技术提供一种太阳电池，特别是晶体硅/薄膜硅异质结的太阳电池硅片清洗制绒方法，将硅片的清洗制绒分解为损伤层刻蚀和制绒两个工艺步骤，其中制绒步骤中含有表面抛光圆滑绒面工序的清洗制绒方法。本专利技术通过将分解为损伤层刻蚀和制绒两个工艺步骤。所述的损伤层刻蚀包括通过对高质量硅片的预清洗、碱性溶液下去损伤层、表面氧化层刻蚀、干燥工序。所述的制绒工艺包括预清洗、制绒形成金字塔绒面结构、清洗去除有机物、表面抛光圆滑绒面、清洗去除金属杂质离子、表面氧化层刻蚀、干燥工序。通过在制绒工艺中增加表面抛光圆滑绒面处理，将硅片表面尖锐金字塔结构刻蚀成圆整光滑绒面，以此解决了在后续的等离子体沉积工艺中由于等离子体尖端放电等不利因素导致的非晶硅薄膜沉积不均匀，从而使非晶硅成膜质量大大上升，解决了异质结硅太阳电池制造工艺上的一大难题。对于获得高效率的晶体硅/薄膜硅异质结电池提供了重要参考。有益效果(I)本专利技术的清洗制绒方法操作简单，成本低廉，适用于大面积太阳电池的批量生产；(2)运用本专利技术的清洗制绒方法，可以使硅片表面清洗得更干净，同时形成的金字塔绒面的顶部带有一定的圆滑面，有利于解决在后续的等离子体沉积中由于尖端放电等不利因素导致的非晶硅薄膜沉积不均匀的问题。(3)本专利技术的方法为大规模生产高效异质结电池提供了重要参考，在光伏制造领 域意义重大。具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。以N型硅片为衬底的异质结太阳电池为例，选用的硅片厚度为160-200微米，按照如下的具体实施步骤进行清洗制绒，以下的溶度表述均为质量百分数实施例I(I)将合格的硅片放NH4OH和H2O2的水溶液中进行预清洗，NH4OH和H2O2的溶度分别为2%和3% ;预清洗的溶液温度控制在85° 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳电池的清洗制绒方法，包括如下步骤：（1）将硅片进行预清洗，然后用去离子水漂洗，得到预清洗后的硅片；（2）将上述预清洗后的硅片放入碱性溶液中进行去损伤层刻蚀处理，然后用去离子水漂洗；（3）将步骤（2）得到的去损伤层后的硅片用氢氟酸水溶液进行表面氧化层刻蚀腐蚀处理，然后用去离子水漂洗后干燥；（4）将步骤（3）得到硅片进行预清洗，然后用去离子水漂洗；（5）将经过步骤（4）处理后的硅片放入制绒液中进行制绒，制绒后用去离子水漂洗；（6）将步骤（5）得到的制绒后的硅片进行清洗以去除有机物，然后用去离子水漂洗；（7）将步骤（6）清洗后的硅片置于含有HF和HNO3的去离子水溶液中进行表面抛光圆滑绒面处理，处理的温度5？30°C，处理的时间是1？15分钟，处理后用去离子水漂洗；其中含有HF和HNO3的去离子水溶液中HF的质量百分数为0.1？2%，HNO3的质量百分数为40？60%，去离子水的质量百分数为38？59.9%；（8）将经过步骤（7）处理后的硅片进行清洗以去除金属杂质离子，然后用去离子水漂洗；（9）将经过步骤（8）处理后的硅片用氢氟酸水溶液进行表面氧化层刻蚀腐蚀处理，最后干燥即可。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭铮，李媛媛，王巍，杨磊，李正平，沈文忠，
申请(专利权)人：上海中智光纤通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：