[发明专利]一种用于单晶硅绒面制备的碳酸盐和苛性碱的混合溶液

说明书

技术领域：

本发明涉及太阳电池制备的技术领域，特别是单晶硅太阳电池的生产技术中绒面的制备。具体涉及一种用于单晶硅绒面制备的碳酸盐和苛性碱的混合溶液。

背景技术：

自从太阳能电池问世以来，提高太阳电池的光电转换效率一直是科学家和工程师的努力追求的目标。改善太阳电池的电学性能和提高其吸收光的能力是提高其光电转换效率的两个主要方向。而制备绒面是减小单晶硅片表面的光反射，增加光吸收的主要手段之一。单晶硅绒面降低表面光反射的机理可以表述如下。单晶硅片在腐蚀液中表现出的各向异性腐蚀，即(100)面和(111)面的腐蚀速率不同，而在表面上形成许多微小的金字塔，使得在不同角度下，硅片表面的光反射情况不同，即形成绒面。入射到硅片表面的某个金字塔上的光线被反射到邻里的金字塔上，从而增加光线的入射次数，减小硅片表面的光反射。目前，单晶硅太阳电池生产中，通常采用碱腐蚀的方法来制备绒面。所采用的碱腐蚀液为硅酸盐(硅酸钠或硅酸钾)、苛性碱(氢氧化钠或氢氧化钾)、和异丙醇的混合液。

常规的单晶硅制绒腐蚀液中，由于硅酸盐的水溶性较差，容易造成溶液的不均匀，且容易附着在硅片表面。这使得利用这种硅酸盐和苛性碱的混合液来制备单晶硅绒面时，不仅容易造成绒面金字塔的大小不均匀、难以控制，而且容易造成色差片(花片)。金字塔大小的不均匀常常导致单晶硅太阳电池电学性能的波动，而色差片的存在则严重影响电池的外观，进而影响其市场销售。正因为如此，单晶硅太阳电池厂家常常被绒面的制作困扰，一直希望能够找到一种溶液来制备出金字塔大小均匀、硅片表面一致、无色差的单晶硅绒面。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用于单晶硅绒面制备的碳酸盐和苛性碱的混合溶液，它能解决现有的单晶硅制绒腐蚀液所导致的金字塔大小不均匀、硅片表面存在色差等缺点。它通过利用碳酸盐来代替硅酸盐而获得了不同的单晶硅制绒腐蚀液，经实践证明，它可以制备出大小更为均匀、表面更为一致的绒面单晶硅片。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：本发明的配方由以下部分组成：碳酸盐、苛性碱和异丙醇；本发明的制备方法：将上述组成部分按照一定的浓度比溶解于去离子水之中，而获得单晶硅制绒腐蚀溶液，将该腐蚀溶液加热至70-90℃之间，然后将经过切割后、无绒面的单晶硅片放入溶液中进行腐蚀，腐蚀时间为15-40分钟之间。通过优化上述化学试剂的浓度配比、腐蚀温度和反应时间从而获得大小均匀、表面一致的绒面单晶硅片。面积为125mm×125mm的单晶硅片在经过上述混合液腐蚀制绒后，每片的减薄量(制绒前后的质量差)在0.2-1.0g之间。

所述的碳酸盐为碳酸钠(Na₂CO₃)或碳酸钾(K₂CO₃)。

所述的苛性碱为氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)。

所述的碳酸盐的浓度在1-40wt％之间；苛性碱的浓度在0.5-5wt％之间；异丙醇的浓度在2-8wt％之间。

当本发明应用于连续的、大规模工业化生产时，每一批硅片反应后，在对下一批硅片进行制绒前，需要补充一定量的苛性碱，其量为：每硅片补充0.4-0.8g；碳酸盐不需要补充；而异丙醇的补充量要视其挥发情况而定，其量为：每硅片补充1-6mL之间。

本发明适用于P型单晶硅片，也适用于N型单晶硅片。

采用本发明的腐蚀溶液进行单晶硅绒面的制备，不仅反应容易控制，制备出的绒面金字塔均匀性好、硅片表面一致性好，而且，采用本发明的腐蚀溶液来制备单晶硅绒面，具有低成本、易操作的特点，可以应用于大规模工业化生产，具有较好的实用价值。

具体实施方式：

本具体实施方式采用以下技术方案：将1500g碳酸钠(Na₂CO₃)，240g氢氧化钠(NaOH)，1500mL异丙醇加入到30L去离子水中，充分搅拌，均匀混合，并加入至80℃。然后将经过切割后、无绒面的、面积为125mm×125mm的单晶硅片放入溶液中进行腐蚀，腐蚀时间为25分钟，腐蚀前后的每片单晶硅片的质量差(减薄量)为0.5g左右。所得的绒面金字塔大小均匀，硅片表面一致。