[发明专利]一种黑硅绒面结构的制备方法

说明书

本发明提供一种黑硅绒面结构的制备方法，本发明通过首先将经过沉银和挖孔的硅片放入硝酸和氢氟酸的混合溶液中反应，得到第一步扩孔的硅片；然后将第一步扩孔后的硅片放入双氧水与氟化铵的混合溶液中进行反应，得到第二步扩孔的硅片，最后将第二步扩孔的硅片进行碱洗，得到制绒的黑硅。其中，本发明二次扩孔时所用的双氧水与氟化铵的混合溶液中，所述双氧水的质量百分比浓度为7.5％～12.5％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.4％～1.1％；结果发现，得到的黑硅的绒面结构中孔洞大小几乎一致，为均匀性较好的绒面结构，且孔洞内壁微结构光滑平整。

技术领域

本发明涉及硅太阳能电池领域，尤其涉及一种黑硅绒面结构的制备方法。

背景技术

黑硅太阳能电池是近年来解决多晶金刚线切割问题的制绒方法。黑硅太阳能电池片的制绒工艺主要有反应离子刻蚀法(RIE)、机械刻槽技术、激光刻蚀技术、蜂窝绒面技术、金属诱导湿法黑硅(MCCE)等。而MCCE法是目前工业中使用最常见的一种方法。其工艺较为简单，也易进行商业化生产，该工艺主要包括沉银、挖孔、扩孔，这其中还掺杂着众多水洗的步骤。如申请号为201410430817.2的专利公开了一种降低金刚线切割的多晶硅片反射率的金属催化制绒方法，其采用HNO₃和HF进行扩孔，再使用碱液和氨水、双氧水对已扩孔后硅片绒面进行修饰，形成蜂窝状绒面结构；又如申请号为201710725370.5的专利公开的一种提高多晶黑硅光电转换效率及组件功率的微观结构，其采用HNO3和HF扩孔，再使用XOH进行绒面修饰，形成表面绒面为蜂窝状结构；又如常州时创-多晶黑硅的扩孔工艺中，采用HNO₃和HF和添加剂进行第一步扩孔后，再使用NaOH和添加剂进行第二次扩孔，生成蜂窝状绒面的表面结构。

但是，现今湿法黑硅扩孔采用HF和HNO₃或者再加入添加剂一起的混合液进行一步扩孔，再采用碱液和H₂O₂对其绒面进行修饰得到的扩孔后的硅片的绒面上产生的孔洞大小均匀性相对较差，且在修饰过程中并不能改善其孔洞大小的均匀性，只是去除绒面部分微结构。进而使得得到的硅电池开路电压变小，同时也使得串联电阻Rs和填充因子FF变差。因此，如何改进制绒工艺以期得到孔洞均匀的绒面形貌具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种黑硅绒面结构的制备方法，本发明提供的黑硅绒面孔洞均匀，且内壁光滑平整，进而使得以其制备的黑硅电池具有好的力学性能。

本发明提供了一种黑硅绒面结构的制备方法，包括：

1)将经过沉银和挖孔的硅片放入硝酸和氢氟酸的混合溶液中反应，得到第一步扩孔的硅片；

2)将第一步扩孔后的硅片放入双氧水与氟化铵的混合溶液中进行反应，得到第二步扩孔的硅片，

其中，所述双氧水与氟化铵的混合溶液中，所述双氧水的质量百分比浓度为7.5％～12.5％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.4％～1.1％；

3)将第二步扩孔的硅片进行碱洗，得到制绒的黑硅。

优选的，所述步骤1)中硝酸和氢氟酸的混合溶液中，硝酸的质量百分比浓度为34％～44.2％，氢氟酸的质量百分比浓度为3.4％～4.5％。

优选的，所述步骤1)中反应的温度为8～12℃。

优选的，所述步骤1)中反应的时间为40～80S。

优选的，所述双氧水与氟化铵的混合溶液中，所述双氧水的质量百分比浓度为9.0％～10.5％；所述氟化铵的质量百分比浓度为0.55％～0.7％。

优选的，所述步骤2)中反应的温度为8～12℃。

优选的，所述步骤2)中反应的时间为100～360S。