[发明专利]一种小绒面单晶硅太阳电池制绒促进剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及单晶硅太阳电池制程中的制绒工艺，尤其是涉及一种小绒面单晶硅太阳电池制绒促进剂及其应用。

背景技术

当前随着气候环境的进一步恶化以及常规能源的有限性，世界上很多国家掀起了开发利用可再生能源的热潮，其中太阳能技术作为这类新能源的一个代表，受到了各国科技界、经济界的广泛关注，也促使太阳能技术得到了快速的发展，其中利用半导体的光生伏特效应将太阳能转变为电能的利用越来越广泛。而单晶硅太阳电池就是其中最为普遍被用来将太阳能转换为电能的器件。在单晶硅太阳电池的制备过程中，主要包括以下步骤：(1)化学减薄、制绒及清洗；(2)扩散制备PN结；(3)刻蚀去边以及清洗；(4)制备减反射膜；(5)丝网印刷电极并烧结；(6)电池测试分拣。通过这六步工艺过程，制备出了基于单晶硅晶体的太阳电池将形成，而后通过封装技术，把单片晶体硅电池组合成组件，进行光伏发电的应用。

其中第一步工艺主要为制绒，制绒的主要作用是在单晶硅表面形成类似于“金字塔”形状的起伏，通过这些类“金字塔”结构，降低硅片表面的反射率，提高光的吸收，从而提高电池的转化效率；另一方面，制绒过程中会对硅片表面进行一定深度的刻蚀，去除表面的硅原子层(一般控制在正反面各5um左右，去除率-“蚀刻重量/原始硅片重量”-控制在5-8％)，这层去除的硅原子层是硅片在切割过程中形成的切割损伤层，对于电池表面复合有很大影响，去除后对于提高电池效率具有很重要的意义。而当前制绒工序中使用的化学品主要为碱性腐蚀液，具体为：NaOH或者KOH(浓度范围为质量比1-5％)，异丙醇或者乙醇(浓度范围为体积比2％-6％)，硅酸钠(0.1％-3％)，去离子水等。利用较低碱浓度时单晶硅(111)晶向和(100)晶向不同的腐蚀速率，制备出类“金字塔”的结构。

在单晶制绒过程中，主要的化学反应如下：

其中NaOH是主要的蚀刻剂，而加入的异丙醇(IPA)或者乙醇(AL)可以降低硅片和药液界面张力，有利于消除界面处形成的气泡；为了保证制绒的效果(控制反应速率)，一般制绒药液的温度设定范围为70-85℃。当前采用传统制绒药液(NaOH/Na₂SiO₃/IPA(AL))其制绒效果可控性较差，所制得的绒面偏大，基本会达到5um以上。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高了单晶制绒的工艺稳定性和一致性的小绒面单晶硅太阳电池制绒促进剂及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种小绒面单晶硅太阳电池制绒促进剂，其特征在于，该促进剂包括以下组分及重量百分比含量：

所述的碱为NaOH或KOH。

所述的去离子水的导电电阻为18MΩ以上。

一种小绒面单晶硅太阳电池制绒促进剂的应用，其特征在于，将促进剂加入到含有碱和异丙胺(IPA)混合溶液的单晶制绒槽中，控制制绒槽的温度控制在80℃，搅拌均匀后，将单晶硅片浸泡入制绒槽中进行反应，制绒时间控制在900-1200s。

所述的促进剂和混合溶液的体积比为1∶1000-1∶2000。

所述的混合溶液中的碱为NaOH或KOH，浓度为1-1.5wt％。

所述的混合溶液中的异丙胺的浓度为1-3wt％。

与现有技术相比，本发明可以使单晶硅太阳电池表面的绒面大小基本控制在1-5um之内，提高了单晶制绒的工艺稳定性和一致性。

附图说明

图1为实施例4中绒面的扫描电子显微镜照片；

图2为实施例4中绒面的光学显微照片；

图3为实施例4的制绒后单晶硅片表面反射率图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

促进剂配比为丙酮酸甲脂含量0.05％，维生素C含量0.1％，草酸含量1％，乳酸含量0.3％，异丙醇含量1％，NaOH含量为2.0％，其余为去离子水。按照上述配方配置的50ml促进剂加入到100L的单晶制绒槽中，制绒槽中已经配置好NaOH含量为1.2％，IPA含量为2％，混合均匀后，制绒槽温度控制在80℃，搅拌均匀后，将单晶硅片浸泡入制绒槽中进行反应，制绒时间控制在900秒，得到绒面金字塔平均尺寸为5um左右。

实施例2