[发明专利]晶体硅表面类倒金字塔绒面结构的制备方法

说明书

本发明公开了一种晶体硅表面类倒金字塔绒面结构的制备方法，先通过预处理在硅片表面形成一层氧化铝颗粒层，再对预处理后的硅片进行碱制绒，得到类倒金字塔绒面结构；所述氧化铝颗粒层主要由分散的氧化铝颗粒组成。本发明晶体硅表面类倒金字塔绒面结构的制备方法，既适用于单晶硅片，又适用于多晶硅片，能在硅片表面形成均匀、细小、密集的类倒金字塔绒面结构，且不需要银、铜等贵金属离子的催化，可降低制绒成本，减少环境污染，更利于晶体硅太阳电池的工艺稳定，具有较好的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种晶体硅表面类倒金字塔绒面结构的制备方法。

背景技术

常规100晶向的硅片绒面是由碱液腐蚀硅片表面而形成的金字塔绒面，该绒面具有凸金字塔结构。在电池工艺过程中，由于硅片之间的摩擦，绒面凸金字塔很容易受到损伤，从而导致表面p-n结破坏，形成漏电。另外，凸金字塔结构绒面的单晶电池做成组件时，组件功率损失一直比多晶组件高出2%～3%，这与单晶电池表面的凸金字塔结构也有很大关系。而采用类倒金字塔结构绒面取代凸金字塔结构绒面，可以避免上述问题。此外，类倒金塔形状的绒面结构具有更优异的陷光能力，因此已被应用于高效晶硅电池的研究中。

目前，硅片表面制备类倒金字塔绒面的湿化学方法主要有光学印刻技术和湿化学刻蚀技术。光学印刻技术需要涂覆掩膜以及移除掩膜结构，步骤繁复且成本高，因此一直无法量产化。而湿化学刻蚀技术需要使用贵金属，成本高昂；而且酸液中大量的硝酸对环境有害。此外，如果金属催化工艺中清洗不完全，则残留的纳米金属颗粒会带入电池制造的后续工艺中，给电池片以及设备带来致命损害。

目前传统的碱制绒很难在晶体硅表面制备类倒金字塔绒面结构。专利CN107955974A提出了一种碱制绒液，通过添加特定添加剂可在单晶硅表面形成类倒金字塔结构，但并未涉及到多晶硅片。之所以在多晶硅片表面更难实现类倒金字塔绒面结构，是由于在多晶硅片内存在大量111晶向或近111晶向的晶粒，而111晶向在碱性溶液刻蚀中非常缓慢，很难出绒，更不用说刻蚀出类倒金字塔结构。本专利则提供了一种技术，可以在单晶硅片和多晶硅片表面形成类倒金字塔结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶体硅表面类倒金字塔绒面结构的制备方法，其既适用于单晶硅片，又适用于多晶硅片，能在硅片表面形成类倒金字塔绒面结构。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种晶体硅表面类倒金字塔绒面结构的制备方法，先通过预处理在硅片表面形成一层氧化铝颗粒层，再对预处理后的硅片进行碱制绒，得到类倒金字塔绒面结构；所述氧化铝颗粒层主要由分散的氧化铝颗粒组成。

优选的，所述氧化铝颗粒的粒径为0.5～50μm。

优选的，所述氧化铝颗粒层的厚度为0.5～80μm。

优选的，所述预处理采用涂刷工艺、液流喷射工艺或气流喷射工艺；

所述涂刷工艺包括如下步骤：将含有氧化铝颗粒的悬浮液涂刷至硅片表面，再经加热烘干，在硅片表面形成氧化铝颗粒层；

所述液流喷射工艺包括如下步骤：将含有氧化铝颗粒的悬浮液喷射至硅片表面，再经加热烘干，在硅片表面形成氧化铝颗粒层；

所述气流喷射工艺包括如下步骤：将含有氧化铝颗粒的气体喷射至硅片表面，在硅片表面形成氧化铝颗粒层。

优选的，所述悬浮液由氧化铝颗粒分散于水中制得，悬浮液中氧化铝颗粒的质量浓度为0.5%～15%。

优选的，所述涂刷工艺中，加热烘干的温度为200～600℃，加热烘干的时间为5～30min；

所述液流喷射工艺中，喷射压力为0.05～2Mpa，喷射时间为1～120s，加热烘干的温度为200～600℃，加热烘干的时间为5～30min；

所述气流喷射工艺中，喷射压力为0.05～2Mpa，喷射时间为1～120s。