[发明专利]一种晶体硅太阳能电池的表面制绒方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池技术领域，具体涉及一种晶体硅太阳能电池的表面制绒方法。

背景技术

在太阳能电池应用中，晶体硅太阳能电池是以直拉单晶硅或铸锭多晶硅通过线切割技术得到的晶体硅片为基底材料，并结合一系列半导体工艺制作而成的太阳能电池片。未经处理的晶体硅片对太阳光的反射率高达30％以上，大大限制了太阳能电池对太阳光的利用效率，因此晶体硅片表面的绒面制作工艺成为晶体硅太阳能电池制造中必不可少的一道工序。

表面绒面制作是指通过物理或化学的方法使晶体硅片形成凹凸不平的表面的过程。制成的绒面结构可以使入射光在晶体硅片内部进行多次反射，增加入射光在硅片内的光程，进而增加硅片对入射光的有效吸收，提高太阳能电池的短路电流和光电转换效率。

晶体硅太阳能电池的表面制绒工艺主要分为干法制绒和湿法制绒两大类。干法制绒是指采用机械或等离子体刻蚀等方法得到具有减反射效果的绒面结构，然而该种技术常常需要昂贵的设备且产能有限，因此商业化晶体硅太阳电池的生产大多采用以化学溶液腐蚀制绒为机理的湿法制绒。目前，在单晶硅太阳能电池生产中常常利用强碱溶液对单晶硅的各向异性腐蚀特性制备单晶硅片表面的绒面结构。但是，多晶硅太阳能电池由于晶体取向的无规则性，一般采用氢氟酸(HF)和硝酸(HNO₃)的混合溶液腐蚀的方法得到多晶硅片表面的减反射结构。

相对干法制绒而言，湿法制绒的产能大，易于大规模生产，但是常规湿法制绒需要消耗大量的化学药品，会产生大量的需要处理的危险废液，这些废液的处理增加了晶体硅太阳能电池的生产成本。另外，多晶硅太阳能电池表面制绒采用了具有挥发性的剧毒化学试剂HF和HNO₃，不利于人体健康与环境保护，并且与单晶硅片利用碱腐蚀制绒相比，得到的绒面减反射效果并不很理想。

发明内容

本发明的技术目的是针对目前产业化晶体硅片表面制绒技术的不足，提供一种同时适用于单晶硅片和多晶硅片表面绒面制作的技术途径，具有工艺简单，化学原料消耗少、无剧毒，而且绒面制作效果良好等优点。

本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种晶体硅太阳能电池的表面制绒方法，采用雾化技术使碱性溶液雾化成粒径小于20微米的碱性悬浮液滴；将经过表面损伤层去除处理的晶体硅片进行加热，然后使碱性悬浮液滴沉积在晶体硅片表面，形成一层离散分布的碱性液滴，该碱性液滴腐蚀其所覆盖的晶体硅片区域，在晶体硅片表面形成具有减反射特性的绒面结构。

所述的雾化技术包括但不限于超声波雾化、高压雾化、转盘雾化和气体雾化。

所述的碱性溶液优选NaOH或KOH的水溶液，按照质量百分比计，NaOH或KOH的浓度优选为1％～50％。

所述的晶体硅片的加热温度优选为70℃～100℃。

所述的晶体硅片包括单晶硅片和多晶硅片。

所述的碱性悬浮液滴沉积在晶体硅片表面的方法有很多，例如，采用喷枪将碱性悬浮液滴吹送至晶体硅片表面；利用风扇使碱性悬浮液滴吹送至晶体硅片表面；或者将晶体硅片放置在耐碱腐蚀的传送带上，利用传送带以一定的速率匀速经过该雾化区域，使悬浮液滴沉积在晶体硅片表面。为了实现大规模产业化生产，优选采用将晶体硅片放置在耐碱腐蚀的传送带上，利用传送带以一定的速率匀速经过该雾化区域，使悬浮液滴沉积在晶体硅片表面。

与现有技术相比，本发明采用超声波、高压等雾化技术使碱性溶液雾化成粒径小于20微米的悬浮液滴，并不连续、离散分布地沉积在加热的晶体硅片上表面，使不连续的碱性液滴局部腐蚀晶体硅片后得到具有优良减反射特性的绒面结构，具有如下优点：

1)不仅适用于单晶硅片的表面绒面制作，而且适用于多晶硅片的表面绒面制作，并且绒面的减反射效果良好；

2)工艺简单，无需昂贵的设备就能够实现晶体硅片的表面绒面制作；

3)无需采用易挥发的剧毒化学试剂氢氟酸和硝酸，避免了损害人体健康与环境保护的问题；

4)大大降低了化学药品的消耗，并且大大降低了对残留污染物的处理成本。

因此，本发明提供的绒面制作方法简单易行、成本低廉、绒面效果良好，易于实现大规模工业化生产，对化学原料的消耗远低于目前产业化采用的制绒工艺中使用的化学药品的消耗量，在太阳能电池领域具有广阔的应用前景。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，但不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1：