[发明专利]一种制备太阳能黑硅电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备太阳能黑硅电池的方法，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

光伏发电是当前利用太阳能的主要方式之一，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。因此，深入研究和利用太阳能资源，对缓解资源危机、改善生态环境具有十分重要的意义。

制绒是多晶硅电池的第一道工艺，制绒又称“表面织构化”处理。对于多晶硅来说，制绒是利用酸对多晶硅表面的各向同性腐蚀，在硅表面形成无数的蠕虫状绒面。其目的是为了去除硅片表面的机械损伤层，同时在硅片表面制备一个反射率约 22% 的织构表面，以增加对光的吸收，提高太阳能电池的短路电流及光电转换效率。

黑硅材料是指在晶体硅表面形成一层纳米陷光绒面，其几乎可以吸收所有可见光，反射率可低至极低。黑硅因为较低的反射率，能极大增加太阳能电池的短路电流和光电转化效率。将生产黑硅绒面后的硅片依次进行后续电池生产工艺流程（制绒-扩散-刻蚀-镀膜-丝网印刷）制成黑硅电池。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备太阳能黑硅电池的方法，通过金属催化、化学刻蚀的方法在硅片表面形成一层纳米绒面，可以极大改善光的吸收，从而提高太阳能电池的转化效率。

一种制备太阳能黑硅电池的方法，包括：取制绒后硅片，采用金属催化、化学刻蚀方法形成纳米绒面；使用修正液修饰绒面，保证绒面良好的均匀性和平整度；使用硝酸去除多余的纳米银颗粒；使用盐酸加双氧水混合液清洗去除金属离子；使用氢氟酸去除表面氧化层，使硅片表面呈疏水性；最后利用烘干机烘干硅片。

一种制备太阳能黑硅电池的方法，具体步骤为：

（1）    金属催化、化学刻蚀形成纳米绒面

采用表面干净的湿法制绒后的多晶硅硅片，将硅片放置在硝酸银、氢氟酸、双氧水的混合溶液中反应，反应温度为20-30℃，反应时间为180-360s，所述硝酸银的质量浓度为0.05-1%，氢氟酸的质量浓度为1%-15%，双氧水的质量浓度为0.1-1.5%，反应完成后，把硅片取出用去离子水清洗；

（2）    修正液修饰绒面

将上步骤清洗后的硅片放置在氢氧化钾或氢氧化钠溶液中反应，反应温度为25-35℃，反应时间为50s-180s，氢氧化钾和氢氧化钠的质量浓度都为0.01-1%，反应完成后，把硅片取出用去离子水清洗；

（3）    硝酸浸泡去除纳米银颗粒

将上步骤清洗后的硅片浸泡在硝酸溶液中，反应温度为常温，反应时间为10-100s，硝酸的质量浓度为10-50%，反应完成后，将硅片取出用去离子水清洗；

（4）盐酸和双氧水混合溶液浸泡去除金属离子

将上步骤清洗后的硅片浸泡在盐酸和双氧水混合溶液中，反应温度为40-70℃,反应时间为为10-100s，其中盐酸的质量浓度为1-20%，双氧水的质量浓度为0.5-15%，反应完成后，将硅片取出用去离子水清洗；

（5）氢氟酸去除硅片表面氧化层

将上步骤清洗后的硅片放置在氢氟酸溶液中，反应温度为常温，反应时间为10-100s，氢氟酸的质量浓度为1-10%，反应完成后，将硅片取出用去离子水清洗；

（6）甩干

将上步骤清洗后的硅片使用甩干机甩干，其中甩干机转速为200-300转/min，时间为300s；

将硅片取出依次进行制绒-扩散-刻蚀-镀膜-丝网印刷的工艺流程制成黑硅电池。

本发明的优点在于：通过金属催化、化学刻蚀的方法在硅片表面形成一层纳米绒面，可以极大改善光的吸收，从而提高太阳能电池的转化效率。该方法成本较低，工艺流程简单，且可以直接制备大面积的黑硅，具有较高的制备效率。能极大提升太阳能电池的效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为本发明制备太阳能黑硅电池的方法流程示意图。

图2 为实施例1提供的修饰后硅片表面扫描电镜微观组织图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来详细说明本发明的目的及功效。

实施例1

一种制备太阳能黑硅电池的方法，具体步骤为：

（1）    金属催化、化学刻蚀形成纳米绒面