一种减少多晶硅制绒暗纹的制绒方法

xiaoxiao2020-8-1  9

专利名称:一种减少多晶硅制绒暗纹的制绒方法
技术领域
本发明涉及一种多晶硅太阳能电池的制绒方法,特别是涉及一种减少多晶硅制绒暗纹的制绒方法。
背景技术
在太阳能电池工艺中,硅片表面绒面可以有效的降低太阳能电池的表面反射率,它是影响太阳能电池转化效率的重要因素之一。与单晶硅相比,多晶硅由于晶粒取向的多样性,采用碱溶液的各向异性腐蚀工艺无法得到均匀的绒面,也不能有效降低多晶硅的反射率,因而各项同性的酸腐蚀是目前多晶硅太阳能电池工业生产中普遍采用的方法。多晶硅酸制绒后的形貌与反射率与制绒工艺和酸腐液的配方相关。目前工业界采用制绒工艺是刻蚀槽中使用HF-HNO3溶液,对硅片进行酸腐蚀制备出绒面。刻蚀机制是HNO3作为强氧化 齐U,在反应中提供反应所需要的空穴,在硅片表面形成一层SiO2,然后这层SiO2与HF酸生成络合物而被去除。然而,多晶硅酸制绒后,硅片表面都会有数量和分布没有规律的“暗纹”,肉眼看上去就是杂乱的团状的黑色细丝,也称为“绒丝”。这些暗纹区少子寿命显著降低、EL和QE响应变差,直接影响到多晶硅电池的光电转化效率。研究表明暗纹区是由多晶硅片中的小角晶界腐蚀而成,硅片的质量直接影响暗纹的多少和分布。然而,腐蚀液的配方和腐蚀速度也对于暗纹的数量和分布有影响。降低HF-HNO3溶液中HF的含量,可以有效降低暗纹的数量。这是因为,暗纹是由腐蚀微坑洞连在一起而形成的,减少腐蚀液中HF的含量可以控制腐蚀坑向硅片内部纵深方向的发展,从而可以有效的减少因反应过快而产生的微腐蚀坑洞,达到减少暗纹的目的。但是,随HF含量降低,HN03的化学抛光作用增强,绒面腐蚀坑尺寸较浅,而且尺寸变大,绒面反射率增大,因而多晶硅电池电性能下降。

发明内容
本发明的目的是提供一种减少多晶硅制绒暗纹的制绒方法,降低多晶硅制绒绒面的暗纹数量,提高电池的电性能。本发明的技术方案是这样的一种减少多晶硅制绒暗纹的制绒方法,包括将多晶硅片放入含有腐蚀液的制绒槽进行制绒,其特征在于所述腐蚀液包括组分hno3、hf和缓和齐U,所述缓和剂为O. 02 O. 03wt %的NH4F去离子水溶液,所述順03、HF和NH4F溶液体积比为 5 :1 : (O. 02 O. 03)。优选的,所述缓和剂为O. 03wt%的NH4F去离子水溶液,所述HN03、HF和NH4F溶液体积比为5 :1 :0. 02。本发明所提供的技术方案的优点在于,通过在HF-HNO3腐蚀液中添加NH4F作为HF的缓冲剂,在不改变制绒形貌的前提下,可以有效降低腐蚀速度,减少腐蚀微坑洞的形成,从而减少制绒暗纹,提高电池的电性能。本发明与现有制绒工艺相比,工艺操作简单,而且与工业通用制绒工艺具有很好的适用性;可显著减少表面制绒暗纹,硅片制绒后扩散面反射率降低O. 3 I. 5%;减薄量降低O. 03 O. 04g/片,电池转化效率提高O. 13 O. 15%。


图I为本发明制绒工艺制得的电池片EL典型图;图2为现有技术制绒工艺制得的电池片EL典型具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不作为对本发明的限定。电池片I 5采用的制绒工艺使用链式多晶硅制绒设备进行多晶硅制绒,将多晶硅片含有腐蚀液的制绒槽保持100秒,然后相继进入KOH槽中和残留的酸,并去除多孔硅,进入HCl槽去除表面金属杂质离子,进入HF槽获得疏水性表面,最后进入烘干槽烘干。其中电池片1、2采用的腐蚀液包括组分順03、HF和O. 02wt%的NH4F去离子水溶液,HNO3> HF和NH4F溶液体积比为5 1 0. 02。电池片3、4采用的腐蚀液包括组分HN03、HF和O. 025wt%的NH4F去离子水溶液,ΗΝ03、HF和NH4F溶液体积比为5 :1 :0. 025。电池片5采用的腐蚀液包括组分順03、HF和O. 03wt%的NH4F去离子水溶液,HNO3> HF和NH4F溶液体积比为5:1:
O.03。电池片6 10采用的现有制绒工艺,即步骤同电池片I 5的制绒工艺,其中腐蚀液仅包括组分HNO3和HF,配制体积比为5 :1。比较表I、表2加入缓和剂的制绒工艺与无缓和剂制绒工艺的绒面反射率及制绒减薄量加入缓和剂后,扩散面发射率反射率降低O. 5%,非扩散面反射率降低O. 8%,减薄量从O. 47g/片降低到O. 43g/片,降低了 O. 04g/片。可以看出加入缓和剂后,硅片的反射率降低的同时,减薄量也减少,从而减少了腐蚀液中酸的消耗,降低了制绒成本。
权利要求
1.一种减少多晶硅制绒暗纹的制绒方法,包括将多晶硅片放入含有腐蚀液的制绒槽进行制绒,其特征在于所述腐蚀液包括组分ΗΝ03、HF和缓和剂,所述缓和剂为O. 02 .O.03wt %的NH4F去离子水溶液,所述HNO3> HF和NH4F溶液体积比为5 :1 : (O. 02 O. 03)。
2.根据权利要求I所述的减少多晶硅制绒暗纹的制绒方法,其特征在于所述缓和剂为O. 03wt%的NH4F去离子水溶液,所述順03、HF和NH4F溶液体积比为5 :1 :0. 02。
全文摘要
本发明公开了一种减少多晶硅制绒暗纹的制绒方法,包括将多晶硅片放入含有腐蚀液的制绒槽进行制绒,所述腐蚀液包括组分HNO3、HF和缓和剂,所述缓和剂为0.02~0.03wt%的NH4F去离子水溶液,所述HNO3、HF和NH4F溶液体积比为51(0.02~0.03)。本发明与现有制绒工艺相比,工艺操作简单,而且与工业通用制绒工艺具有很好的适用性;可显著减少表面制绒暗纹,硅片制绒后扩散面反射率降低0.3~1.5%;减薄量降低0.03~0.04g/片,电池转化效率提高0.13~0.15%。
文档编号H01L31/18GK102969397SQ201210453579
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者王敬蕊, 蔡晓晨, 陈锐 申请人:国电光伏(江苏)有限公司

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