[发明专利]一种晶体硅太阳能电池的绒面结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种晶体硅太阳能电池的绒面结构，所述绒面结构主要由复数个类似倒金字塔的微结构构成；所述类似倒金字塔的微结构的下部为倒棱锥结构，其上部为倒圆台结构；所述类似倒金字塔的微结构的顶部选自圆形、椭圆形或由多条曲线围成的闭合图形中的一种或几种。实验证明：相对于发明专利申请WO2014120830(A1)公开的绒面结构，本发明的电池片的转换效率可提高0.25~0.4%左右，取得了意想不到的效果。

技术领域

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池的绒面结构及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

随着太阳能电池组件的广泛应用，光伏发电在新能源中越来越占有重要比例，获得了飞速发展。目前商业化的太阳电池产品中，晶体硅(单晶和多晶)太阳电池的市场份额最大，一直保持85％以上的市场占有率。

目前，在太阳电池的生产工艺中，硅片表面的绒面结构可以有效地降低太阳电池的表面反射率，是影响太阳电池光电转换效率的重要因素之一。为了在晶体硅太阳能电池表面获得好的绒面结构，以达到较好的减反射效果，人们尝试了许多方法，常用的包括机械刻槽法、激光刻蚀法、反应离子刻蚀法(RIE)、化学腐蚀法(即湿法腐蚀)等。其中，机械刻槽方法可以得到较低的表面反射率，但是该方法造成硅片表面的机械损伤比较严重，而且其成品率相对较低，故而在工业生产中使用较少。对于激光刻蚀法，是用激光制作不同的刻槽花样，条纹状和倒金字塔形状的表面都已经被制作出来，其反射率可以低至8.3％，但是由其制得的电池的效率都比较低，不能有效地用于生产。RIE方法可以利用不同的模版来进行刻蚀，刻蚀一般是干法刻蚀，可以在硅片表面形成所谓的“黑硅”结构，其反射率可以低至7.9％，甚至可以达到4％，但是由于设备昂贵，生产成本较高，因此在工业成产中使用较少。而化学腐蚀法具有工艺简单、廉价优质、和现有工艺好兼容等特点，成为了现有工业中使用最多的方法。

目前，采用湿法腐蚀的晶体硅太阳能电池的绒面结构一般呈微米级。目前的常规做法仍是进一步降低其表面反射率。发明专利申请WO2014120830(A1)公开了一种晶体硅纳米绒面的制备方法，通过退火的方式来实现纳米绒面形貌的控制，但是该方法工艺复杂，不利于工业化生产的需要。

因此，开发一种新的晶体硅太阳能电池的绒面结构，进一步降低绒面结构的表面反射率，提高电池片转换效，并进一步简化工艺流程显然是本领域的研发方向之一。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种晶体硅太阳能电池的绒面结构及其制备方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种晶体硅太阳能电池的绒面结构，所述绒面结构主要由复数个类似倒金字塔的微结构构成；

所述类似倒金字塔的微结构的下部为倒棱锥结构，其上部为倒圆台结构；

所述类似倒金字塔的微结构的顶部选自圆形、椭圆形或由多条曲线围成的闭合图形中的一种或几种。

上文中，所述类似倒金字塔的微结构的顶部选自圆形、椭圆形或由多条曲线围成的闭合图形中的一种或几种，其中，由多条曲线围成的闭合图形，其至少包括3条曲线，当然也可以由更多的曲线围成，优选5～8条。所述倒圆锥结构的顶部是指圆锥的底面，由于其是倒立的，因此圆锥的底面成为了微结构的顶部。

所述绒面结构具有复数个类似倒金字塔的微结构，这些类似倒金字塔结构可以是独立的分散于硅片表面，也可以部分重叠，或多个倒圆锥结构相互部分重叠。

所述类似倒金字塔的微结构的深度为100～900nm。所述绒面结构的平均反射率为2～20％。优选5～15％。

所述绒面上微结构的分布密度为10⁹～10¹²个/cm²。

上述技术方案中，所述类似倒金字塔的微结构的尺寸为100～900nm。