一种晶体硅太阳能电池的绒面结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种晶体硅太阳能电池的绒面结构的制备方法，包括如下步骤：(1)将待处理的硅片经酸液或碱液腐蚀，在硅片表面形成微米级的绒面结构；(2)将步骤(1)得到的硅片进行气体腐蚀，在所述微米级的绒面结构上进一步形成纳米级的绒面结构；气体腐蚀所用的气体包括氮氧化物气体、水蒸气和氟化氢；所述氮氧化物气体选自一氧化氮、二氧化氮和四氧化二氮中的一种或几种。本发明专利技术在现有的微米级绒面结构的基础上，进一步采用气体腐蚀在微米级绒面结构的基础上形成纳米级的绒面结构，从而进一步降低表面反射率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于太阳能

技术介绍
随着太阳能电池组件的广泛应用，光伏发电在新能源中越来越占有重要比例，获得了飞速发展。目前，在太阳电池的生产工艺中，硅片表面的绒面结构可以有效地降低太阳电池的表面反射率，是影响太阳电池光电转换效率的重要因素之一。为了在晶体硅太阳能电池表面获得好的绒面结构，以达到较好的减反射效果，人们尝试了许多方法，常用的包括机械刻槽法、激光刻蚀法、反应离子刻蚀法(RIE)、各向同性化学腐蚀法等。其中，机械刻槽方法可以得到较低的表面反射率，但是该方法造成硅片表面 的机械损伤比较严重，而且其成品率相对较低，故而在工业生产中使用较少。对于激光刻蚀法，是用激光制作不同的刻槽花样，条纹状和倒金字塔形状的表面都已经被制作出来，其反射率可以低至8. 3%，但是由其制得的电池的效率都比较低，不能有效地用于生产。RIE方法可以利用不同的模版来进行刻蚀，刻蚀一般是干法刻蚀，可以在硅片表面形成所谓的“黑硅”结构，其反射率可以低至7. 9%，甚至可以达到4%，但是由于设备昂贵，生产成本较高，因此在工业成产中使用较少。而各向同性化学腐蚀法具有工艺简单、廉价优质、和现有工艺好兼容等特点，成为了现有工业中使用最多的方法，但是，该方法制绒后的反射率仍然高达22%左右。因此，进一步降低其表面反射率仍然是当前需要解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术目的是提供。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种晶体硅太阳能电池的绒面结构的制备方法，包括如下步骤(1)将待处理的硅片经酸液或碱液腐蚀，在硅片表面形成微米级的绒面结构；(2)将步骤(I)得到的硅片进行气体腐蚀，在所述微米级的绒面结构上进一步形成纳米级的绒面结构；气体腐蚀所用的气体包括氮氧化物气体、水蒸气和氟化氢；所述氮氧化物气体选自一氧化氮、二氧化氮和四氧化二氮中的一种或几种。上文中，所述待处理的硅片可以是单晶硅片或多晶硅片；现有技术中，单晶硅片可以采用碱液在其表面腐蚀形成金字塔绒面结构，多晶硅片可以采用酸液在其表面腐蚀形成坑洞绒面结构；这些绒面结构一般都是微米级的，即都是微米级陷光结构。本专利技术在上述微米级绒面结构的基础上，进一步腐蚀形成纳米级的绒面结构，从而进一步降低表面反射率，更多的吸收太阳光，有效地提高太阳能电池的转化效率。由于气体是以分子状态与硅片接触的，所以其与硅片反应出来的坑洞极小，达到纳米级。所述气体腐蚀所用的气体的来源可以是管道供应，也可以来源于溶液挥发或者通过化学反应生成。上述技术方案中，在进行所述步骤(2)之前，在硅片背面设置保护层。保护层的作用是保护硅片的背面，防止其被气体腐蚀。优选的技术方案，所述保护层为氮化硅层。本专利技术同时请求保护由上述制备方法得到的晶体硅太阳能电池的绒面结构。本专利技术的工作机理是采用气体腐蚀时，其中的Ν02、Ν0、Ν204(其中一种或几种)与水蒸气反应生成硝酸和亚硝酸，硝酸或亚硝酸与硅片氧化反应生成SiO2 ；HF气体是剥离作用，将生成的SiO2反应生成H2SiF6后剥离；反应方程式如下2N02+H20=HN02+HN03 S i +4HN02=S i 02+4N0+2H204HN03+2N0+H20=3HN02Si02+4HF=SiF4+2H20SiF4+2HF=H2SiF6水蒸汽同时还充当反应时缓冲作用；由于气体是各向同性腐蚀的，而且与硅片接触面积很小，从而在硅片表面上反应产生纳米级的小坑洞，大大提高硅片对太阳光的吸收能力，降低硅片表面反射率。由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本专利技术具有如下优点1.本专利技术开发了一种新的晶体硅太阳能电池的绒面结构的制备方法，其在现有的微米级绒面结构的基础上，进一步采用气体腐蚀在微米级绒面结构的基础上形成纳米级的绒面结构，从而进一步降低表面反射率，更多的吸收太阳光，有效地提高太阳能电池的转化效率；实验证明采用本专利技术的方法获得的太阳能电池的反射率相比现有技术会降低4 5%，相应的电池片的短路电流可提升3(T150 mA，取得了显著的效果。2.本专利技术的制备方法简单易行，成本较低，适于推广应用。附图说明图1是本专利技术实施例一中硅片绒面10. OK倍的SEM扫描图2是本专利技术实施例一中硅片绒面25. OK倍的SEM扫描图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述实施例一参见图广2所示，一种晶体硅太阳能电池的绒面结构的制备方法，包括如下步骤(1)将常规相同晶向的多晶P156硅片经酸液腐蚀，在硅片表面形成微米级的绒面结构；所述酸液为浓度比例为HF =HNO3=1:5. 7的HNO3-HF体系，腐蚀的深度为7 8微米，然后经过一系列的清洗和甩干；(2)将步骤(I)得到的硅片进行气体腐蚀将甩干后的多晶硅片横放在腐蚀气体的上方，在抽风(压力为-5(Γ-500帕)作用下，气体会和硅片充分接触从而实现硅片单面气相腐蚀，腐蚀经过广2 min后，硅片表面变黑；所用的腐蚀气体是这样产生的在一个槽体中制备体积比为HF HN03=3 7的溶液，放入硅片(如假片)与其反应，产生腐蚀气体(包含顯2、册、水蒸气)；(即硅片的假片与HNO3-HF溶液反应生成的NO2气体与反应时放热挥发出来的HF和水蒸汽形成的腐蚀气体)(3)腐蚀后的硅片经过一系列的清洗和甩干，即可得到所需的绒面结构。将上述制得的硅片通过D8反射率测试仪进行测定，3点加权平均反射率，结果如下权利要求1.一种晶体硅太阳能电池的绒面结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)将待处理的硅片经酸液或碱液腐蚀，在硅片表面形成微米级的绒面结构； (2)将步骤(I)得到的硅片进行气体腐蚀，在所述微米级的绒面结构上进一步形成纳米级的绒面结构； 气体腐蚀所用的气体包括氮氧化物气体、水蒸气和氟化氢；所述氮氧化物气体选自一氧化氮、二氧化氮和四氧化二氮中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池的绒面结构的制备方法，其特征在于在进行所述步骤(2)之前，在硅片背面设置保护层。3.根据权利要求2所述的晶体硅太阳能电池的绒面结构的制备方法，其特征在于所述保护层为氮化硅层。4.根据权利要求1所述的制备方法得到的晶体硅太阳能电池的绒面结构。全文摘要本专利技术公开了一种晶体硅太阳能电池的绒面结构的制备方法，包括如下步骤(1)将待处理的硅片经酸液或碱液腐蚀，在硅片表面形成微米级的绒面结构；(2)将步骤(1)得到的硅片进行气体腐蚀，在所述微米级的绒面结构上进一步形成纳米级的绒面结构；气体腐蚀所用的气体包括氮氧化物气体、水蒸气和氟化氢；所述氮氧化物气体选自一氧化氮、二氧化氮和四氧化二氮中的一种或几种。本专利技术在现有的微米级绒面结构的基础上，进一步采用气体腐蚀在微米级绒面结构的基础上形成纳米级的绒面结构，从而进一步降低表面反射率。文档编号H01L31/0236GK103000763SQ20121049818公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日专利技术者周军, 姜小松, 贺文慧, 朱娟娟, 党继东, 孟祥熙, 辛国军 申请人:苏州阿特斯阳光电力科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体硅太阳能电池的绒面结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)?将待处理的硅片经酸液或碱液腐蚀，在硅片表面形成微米级的绒面结构；(2)?将步骤(1)得到的硅片进行气体腐蚀，在所述微米级的绒面结构上进一步形成纳米级的绒面结构；气体腐蚀所用的气体包括氮氧化物气体、水蒸气和氟化氢；所述氮氧化物气体选自一氧化氮、二氧化氮和四氧化二氮中的一种或几种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周军，姜小松，贺文慧，朱娟娟，党继东，孟祥熙，辛国军，
申请(专利权)人：苏州阿特斯阳光电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：