本发明专利技术公开了一种高陷光纳米结构单面制绒的实现方法，包括：清洗硅片；对硅片表面进行重扩散；去除在重扩散后硅表面的残留物；在硅片表面涂敷纳米结构的TiO2，或在硅片表面淀积Ti并快速退火；对硅片进行湿法腐蚀形成纳米结构；以及去除硅表面的氧化物以及没有反应完的钛离子。采用本方法制备的高陷光纳米结构与传统工艺相比只是改变了工艺顺序，不增加重大设备的前提下，仅添加一个光源或者导入太阳光就可以达到单面制绒的目的。本方法制备的纳米结构在短波段有更好的陷光作用。此外工艺步骤简单，可以适用于大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硅基高效太阳能电池制备
，特别涉及，在有表面高陷光的基础上还有单面制绒的效果，以进一步提高太阳能电池表面的陷光效果。
技术介绍
地球每天接收的太阳能相当于整个世界一年所消耗的总能量的200倍，太阳每秒发出的能量就大约相当于1.3亿吨标准煤完全燃烧时所放出的全部热量。太阳能以及由其转换而来风能和海洋能是现今清洁能源的主要研究焦点。太阳能电池是一种重要的可再生能源，既可作为独立能源，亦可实现并网发电，实现零污染排放。目前，传统晶体硅太阳能电池表面反射率达到12%左右，对光的利用率不算很高。为了进一步降低硅基太阳能电池表面的反射率，研发了一种新的高陷光减反结构即纳米结构的绒面，它可以有效的提高太阳能电池对光的利用率。另外，纳米结构的带隙可以根据对阳光的最佳吸收来调整，太阳能电池理论效率相对于带隙的曲线最大的峰值在1.5eV附近。因此通过调整纳米结构的形貌可以有效的调整带隙。其次，纳米结构可用于将紫外光和蓝光转变成波长更长的光，起到下转换的作用，硅基太阳能电池对这些光有更高的量子效率。此外，化学腐蚀的简单性和易于大面积制备使得纳米结构可以成为适合于大面积应用的候选技术，但是通常企业里的单面制绒需要水上漂等昂贵的设备，本专利技术仅仅在原有基础上添加光源就可以达到单面制绒的效果，同时还可以制备出比企业更好的陷光结构。本专利技术人在此利用硅基超低纳米减反结构进行高效太阳能电池的制备。此法制备的结构，具有与传统工艺兼容、不增加设备成本、同时解决硅片在短波段反射率高和双面制绒的问题。利用本方法，在P型硅片上先进行重扩，利用TiO2的光催化反应的效应，在光照条件下湿法腐蚀形成纳米结构，再结合传统生产工艺制备钝化层、电极等，最终形成超低纳米结构减反高效太阳能电池 ，提高了电池的性能。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供，在与已有的太阳能电池制备工艺兼容的前提下，提出创新结构和改良工艺，以提高太阳能电池的转化效率。( 二 )技术方案为达到上述目的，本专利技术提供了，包括:清洗硅片；对硅片表面进行重扩散；去除在重扩散后硅表面的残留物；在硅片表面涂敷纳米结构的TiO2,或在娃片表面淀积Ti并快速退火；对娃片进行湿法腐蚀形成纳米结构；以及去除硅表面的氧化物以及没有反应完的钛离子。上述方案中，所述硅片为纯度大于99.9999%的P型太阳能级硅片、纯度大于99.9999999999%的P型集成电路级级硅片或晶面指数为(100)的P型硅片。上述方案中，所述清洗硅片，是先用碱溶液浸泡硅片去除表面颗粒和有机物质，再用温度为75°c至85°C强酸煮硅片，以此去除硅表面的金属沾污，之后用稀释过的氢氟酸去除硅表面的自然氧化层，最后用去离子水清洗干净。上述方案中，所述对硅片表面进行重扩散，是通过常规扩散工艺对清洗干净的硅片进行深度扩散，将扩散深度往硅片深处推进，扩散后硅片方阻为30 40 Ω / 口。上述方案中，所述去除在重扩散后硅表面的残留物，是利用稀释的氢氟酸去除扩散后在硅表面留下的磷硅玻璃，以防止在之后的腐蚀中消耗腐蚀液中的阴离子。上述方案中，所述在硅片表面涂敷纳米结构的TiO2,是通过溶胶-凝胶方法在硅片表面淀积纳米结构的TiO2,或者是将TiO2纳米颗粒粉末通过静电吸附方式吸附到硅片表面。上述方案中，所述在硅片表面淀积Ti并快速退火，是通过真空蒸发或者磁控溅射的方法在硅片表面形成2nm-40nm厚的Ti，并在氮气气氛中快速退火20秒-30分钟，温度为3300C _800°C，形成Ti的纳米颗粒。上述方案中，所述对硅片进行湿法腐蚀形成纳米结构，是在室温条件下将硅片放入含有氢氟酸和双氧水或含有氢氟酸和硝酸的腐蚀液中腐蚀。所述腐蚀液是在氢氟酸和双氧水或氢氟酸和硝酸的基础上，再添加乙醇、异丙醇或乙二醇，以控制反应速率及纳米颗粒大小；所述对硅片进行湿法腐蚀形成纳米结构的过程中，还加入光照条件以实现单面制绒。上述方案中，所述去除硅表面的氧化物以及没有反应完的钛离子，是先利用稀盐酸或者硫酸清洗，再利用去离子水清洗2分钟 30分钟，彻底清除表面的氧化物以及没有反应完的钛离子。 (三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果:首先，此法利用企业中传统的扩散方法进行重扩，通过延长时间可以适当的推进结深，有利于开路电压的保证；在光照条件下湿法化学腐蚀，是利用PN结在光照条件下产生光生载流子打破硅内部的电子空穴在内建电场的作用下平衡的状态，使其从平衡态到非平衡态，从而实现硅的内部电子与腐蚀液中的电子交换，达到腐蚀硅片的目的，形成硅基超低纳米减反结构，此结构在短波段有非常好的陷光作用，且可以调整重扩后硅表面的方阻，使其达到正常电池的最优值，这有利于提高太阳能电池的转化效率。其次，该方法不限于单晶电池片，对多晶同样会有很好的制绒效果。此法制备的具有超低减反纳米结构阵列的高效太阳能电池，其制备工艺能很好的与现有工艺结合，能在不增加工艺的复杂度，同时保持较低成本的前提下，制备高转换效率的太阳能电池。另外，本专利技术在工艺制备方面较其他工艺有如下实用优点:1、本专利技术采用湿法化学腐蚀方法制备超低减反结构，能够极大降低因干法刻蚀所造成的损伤，简便易行，且相较于传统湿法腐蚀方法有更好的陷光效果，有利于降低太阳能电池成本。2、本专利技术所采用的光照条件易于投入生产，设备简单易操作，对于单晶多晶都有很好的腐蚀效果，还可以解决单面制绒的难题，同样都可以达到高陷光的作用。3、本专利技术高陷光纳米结构单面制绒方法，在不添加任何额外的设备，只需在原有基础上更换工艺次序，改善原有设备就可以达到更好的效益。综上所述，本专利技术高陷光纳米结构单面制绒方法，与传统方法相比，具有上述明显的有益效果。上述诸多的优点及实用价值，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，从而更加适于大规模应用。附图说明图1为依照本专利技术实施例的高陷光纳米结构单面制绒的实现方法流程图；图2为依照本专利技术实施例的光照腐蚀硅片设备的示意图；图3为依照本专利技术实施例的腐蚀后硅片的截面形貌图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的高陷光纳米结构单面制绒方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后:如图1所示，图1为依照本专利技术实施例的高陷光纳米结构单面制绒的实现方法流程图，该方法包括以下步骤:步骤001、RCA方法清洗硅片；步骤002、对硅片表面进行重扩散；步骤003、去除在重扩散后硅表面的残留物，该残留物为磷硅玻璃；步骤004、在硅片表面涂敷纳米结构的TiO2，或在硅片表面淀积Ti并快速退火，在室温条件下对上述硅片进行光照湿法腐蚀形成纳米结构；步骤005、去除硅表面的氧化物以及没有反应完的钛离子。其中，所述硅片为纯度大于99.9999 %的P型太阳能级硅片、纯度大于99.9999999999%的P型集成电路级级硅片或晶面指数为(100)的P型硅片。上述步骤001中所述采用RCA方法清洗硅片，即先用碱溶液浸泡硅片去除表面颗粒和有机物质，再用温度为75°C至85°C强酸煮硅本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高陷光纳米结构单面制绒的实现方法，其特征在于，包括：清洗硅片；对硅片表面进行重扩散；去除在重扩散后硅表面的残留物；在硅片表面涂敷纳米结构的TiO2，或在硅片表面淀积Ti并快速退火；对硅片进行湿法腐蚀形成纳米结构；以及去除硅表面的氧化物以及没有反应完的钛离子。
【技术特征摘要】
1.一种高陷光纳米结构单面制绒的实现方法，其特征在于，包括: 清洗硅片； 对娃片表面进行重扩散； 去除在重扩散后硅表面的残留物； 在娃片表面涂敷纳米结构的TiO2,或在娃片表面淀积Ti并快速退火； 对硅片进行湿法腐蚀形成纳米结构；以及 去除硅表面的氧化物以及没有反应完的钛离子。2.根据权利要求1所述的高陷光纳米结构单面制绒的实现方法，其特征在于，所述硅片为纯度大于99.9999 %的P型太阳能级硅片、纯度大于99.9999999999 %的P型集成电路级级硅片或晶面指数为(100)的P型硅片。3.根据权利要求1所述的高陷光纳米结构单面制绒的实现方法，其特征在于，所述清洗硅片，是先用碱溶液浸泡硅片去除表面颗粒和有机物质，再用温度为75°C至85°C强酸煮硅片，以此去除硅表面的金属沾污，之后用稀释过的氢氟酸去除硅表面的自然氧化层，最后用去尚子水清洗干净。4.根据权利要求1所述的高陷光纳米结构单面制绒的实现方法，其特征在于，所述对硅片表面进行重扩散，是通过常规扩散工艺对清洗干净的硅片进行深度扩散，将扩散深度往硅片深处推进，扩散后硅片方阻为30 40 Ω / 口。5.根据权利要求1所述的高陷光纳米结构单面制绒的实现方法，其特征在于，所述去除在重扩散后硅表面的残留物，是利用稀释的氢氟酸去除扩散后在硅表面留下的磷硅玻璃，以防止在之后的 腐蚀中消耗腐蚀液...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾锐，林阳，陈晨，金智，刘新宇，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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