專利名稱：一種單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域中的電池表面織構(gòu)化方法，特別是關(guān)于一種單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化方法。
背景技術(shù)：
低成本、高效率的太陽(yáng)能電池一直是人們追逐的焦點(diǎn)，目前單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化是提高太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的有效手段之一。通常，織構(gòu)化的方法主要是堿腐蝕法，堿腐蝕法是在堿腐蝕液中加入各種緩沖液，比如異丙醇、乙醇、硅酸鈉等來(lái)控制反應(yīng)速度，以得到具有微米量級(jí)金字塔形貌的絨面，金字塔形貌的尺寸越小，越均勻，單晶硅的吸光能力越強(qiáng)，太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率也就越高。目前，大規(guī)模太陽(yáng)能電池生產(chǎn)上主要使用異丙醇作為緩沖液，濃度通常采用5% 10%。但是，由于異丙醇成本較高，揮發(fā)性大，用量大，而且在生產(chǎn)過(guò)程中需要不斷的補(bǔ)充溶液，從而導(dǎo)致成本升高。在硅片表面形成均勻小絨面的同時(shí)，還要控制腐蝕厚度。由于上述腐蝕液使得單晶硅腐蝕掉的厚度偏大，很難控制， 厚度越來(lái)越薄易碎，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種成本較低、能在單晶硅片絨面上形成均勻且尺寸較小的金字塔，并且有利于太陽(yáng)能吸收的單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化方法，其步驟如下(1)在超聲槽內(nèi)配制由濃度為0.005% 0.015%的洗滌靈和濃度為 0. 015% 0. 2%的氫氧化鈉組成的混合液，并將該混合液加熱至80 90°C的恒溫，在該恒溫區(qū)間內(nèi)對(duì)單晶硅片進(jìn)行1 5min的超聲洗清；( 清洗干凈后，在所述單晶硅片表面均勻噴淋G溶液，所述G溶液包括質(zhì)量百分比為 5%鈉鹽、質(zhì)量百分比為0.01% 0. 05%碳酰胺和質(zhì)量百分比為0. 0015% 0.01%乳酸；C3)在恒溫超聲槽內(nèi)配制堿性腐蝕液，把所述單晶硅片放在所述堿性腐蝕液中腐蝕，其反應(yīng)溫度范圍為70 85°C，腐蝕時(shí)間為10 25min ;(4)腐蝕反應(yīng)后沖洗所述單晶硅片，并將其吹干即完成單晶硅片表面織構(gòu)化。所述步驟(3)中，所述堿性腐蝕液由質(zhì)量百分比為0. 5% 2%的堿液，體積百分比為0. 3% 2%的異丙醇和體積百分比為0. 2% 1%、濃度范圍為5X10_5 5X10、ol/ L的烷基磺酸鹽水溶液配制而成。所述質(zhì)量百分比為0. 5% 2%的堿液采用氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳酸鈉其中的一種堿液。所述步驟(4)中，織構(gòu)化后的所述單晶硅片表面形成金字塔邊長(zhǎng)為0.5 8μπι均勻的絨面，被腐蝕掉的單晶硅厚度為5 15 μ m。所述單晶硅片采用P型或N型，<100>晶向單晶硅襯底，電阻率為0. 5 7 Ω cm，厚度為180 300 μ m。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于采用由洗滌靈和氫氧化鈉組成的混合液對(duì)單晶硅片進(jìn)行超聲清洗，并在清洗后的單晶硅片表面均勻噴淋由鈉鹽、碳酰胺及乳酸等成份組成的G溶液，并放入堿性腐蝕液中腐蝕，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)單晶硅片表面織構(gòu)化，其應(yīng)用的各種成份成本低廉，因此，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明成本低的特點(diǎn)。2、本發(fā)明由于采用將單晶硅片放入由洗滌靈和氫氧化鈉組成的80 90°C恒溫的混合液中進(jìn)行超聲清洗，因此，有利于去除單晶硅片表面的有機(jī)物以及無(wú)機(jī)物的玷污，并對(duì)單晶硅片表面的損傷層輕微腐蝕，降低了單晶硅片表面激活能，為堿腐蝕織構(gòu)化打下基礎(chǔ)。3、本發(fā)明由于采用在清洗后的單晶硅片表面均勻噴淋G溶液，G溶液粘附于單晶硅片表面，能夠有效降低堿腐蝕液對(duì)單晶硅片的腐蝕速度。4、本發(fā)明制成的織構(gòu)化后的單晶硅片表面能形成金字塔邊長(zhǎng)為 0. 5 8 μ m均勻的絨面，被腐蝕掉的單晶硅厚度為5 15 μ m。因此，實(shí)現(xiàn)了在單晶硅絨面上形成均勻、尺寸較小的金字塔，有利于太陽(yáng)能吸收。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域中。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1掃描電鏡照片示意圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2掃描電鏡照片示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。本發(fā)明采用腐蝕液制備單晶硅片表面織構(gòu)化，其步驟如下1)在超聲槽內(nèi)配制由濃度為0. 005 % 0. 015 %的洗滌靈和濃度為0. 015 % 0. 2%的氫氧化鈉組成的混合液，并將該混合液加熱至80 90°C的恒溫，在該恒溫區(qū)間內(nèi)對(duì)單晶硅片進(jìn)行1 5min的超聲洗清，這樣有利于去除單晶硅片表面的有機(jī)物以及無(wú)機(jī)物的玷污，并對(duì)單晶硅片表面的損傷層輕微腐蝕，降低單晶硅片表面激活能，為堿腐蝕織構(gòu)化打下基礎(chǔ)；2)清洗干凈后，在單晶硅片表面均勻噴淋G溶液，G溶液包括質(zhì)量百分比為 5%鈉鹽、質(zhì)量百分比為0. 01% 0. 05%碳酰胺和質(zhì)量百分比為0. 0015% 0. 01%乳酸等成份，G溶液粘附于單晶硅片表面，能夠有效降低堿腐蝕液對(duì)單晶硅片的腐蝕速度；3)然后在恒溫超聲槽內(nèi)配制堿性腐蝕液，把單晶硅片放在堿性腐蝕液中腐蝕，其反應(yīng)溫度范圍為70 85 °C，腐蝕時(shí)間為10 25min ；4)腐蝕反應(yīng)后沖洗單晶硅片并將其吹干即可，由此，可以在掃描電鏡下觀察單晶硅片表面形成金字塔邊長(zhǎng)為0. 5 8 μ m均勻的絨面，被腐蝕掉的單晶硅厚度為5 15 μ m。上述步驟3)中，堿性腐蝕液由質(zhì)量百分比為0.5% 2%的堿液，體積百分比為 0. 3% 2%的異丙醇和體積百分比為0. 2% 1%、濃度范圍為5X 10_5 5X 10_3mol/L的烷基磺酸鹽水溶液配制而成。其中，烷基磺酸鹽水溶液能夠降低單晶硅片與堿性腐蝕液的界面，能增強(qiáng)單晶硅片與堿性腐蝕液的浸潤(rùn)性。上述實(shí)施例中，質(zhì)量百分比為0. 5 % 2 %的堿液可以采用氫氧化鈉或氫氧化鉀或碳酸鈉堿液。上述各步驟中，單晶硅片采用的是市售P型或N型，<100>晶向單晶硅襯底，電阻率為0. 5 7 Ω cm，厚度為180 300 μ m。以下通過(guò)幾個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。實(shí)施例1 在超聲槽內(nèi)配制由0. 01%濃度的洗滌靈及濃度為0. 的氫氧化鈉混合液，并將混合液加熱到90°C，把單晶硅片進(jìn)行2. 5min的超聲清洗。沖洗干凈后，在單晶硅片表面均勻噴淋G溶液，并在恒溫槽內(nèi)配制堿性腐蝕液為質(zhì)量百分比為1.5%氫氧化鈉、 體積百分比為1.5%異丙醇、體積百分比為0.5%濃度為lX10_3mOl/L的烷基磺酸鹽水溶液，反應(yīng)溫度為75°C，腐蝕時(shí)間為18min。這樣可以得到的具有金字塔絨面的單晶硅，在掃描電鏡下觀察到該單晶硅的表面上形成了均勻的金字塔絨面，金字塔的邊長(zhǎng)為2 μ m左右， 腐蝕厚度為12 μ m(如圖1所示)。實(shí)施例2 在超聲槽內(nèi)配制由0. 015%濃度的洗滌靈及濃度為0. 15%的氫氧化鈉溶液溶液，并將混合液加熱到85°C，把單晶硅片進(jìn)行-in的超聲清洗。沖洗干凈后，在單晶硅片表面均勻噴淋G溶液，并在恒溫槽配制堿性腐蝕液為質(zhì)量百分比為氫氧化鈉、體積百分比為異丙醇、體積百分比為0. 3%濃度為lX10_3mOl/L的烷基磺酸鹽水溶液，反應(yīng)溫度為80°C，腐蝕時(shí)間為15min。這樣可以得到的具有金字塔絨面的單晶硅，在掃描電鏡下觀察到單晶硅的表面上形成了均勻的金字塔絨面，金字塔的邊長(zhǎng)為1.5μπι左右，腐蝕厚度為1011111(如圖2所示)。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，各步驟及各種溶液的配比都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)個(gè)別步驟和配比進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化方法，其步驟如下(1)在超聲槽內(nèi)配制由濃度為0.005% 0. 015%的洗滌靈和濃度為0. 015% 0. 2% 的氫氧化鈉組成的混合液，并將該混合液加熱至80 90°C的恒溫，在該恒溫區(qū)間內(nèi)對(duì)單晶硅片進(jìn)行1 5min的超聲洗清；(2)清洗干凈后，在所述單晶硅片表面均勻噴淋G溶液，所述G溶液包括質(zhì)量百分比為 5%鈉鹽、質(zhì)量百分比為0. 01% 0. 05%碳酰胺和質(zhì)量百分比為0. 0015% 0. 01%乳酸；(3)在恒溫超聲槽內(nèi)配制堿性腐蝕液，把所述單晶硅片放在所述堿性腐蝕液中腐蝕，其反應(yīng)溫度范圍為70 85 °C，腐蝕時(shí)間為10 25min ；(4)腐蝕反應(yīng)后沖洗所述單晶硅片，并將其吹干即完成單晶硅片表面織構(gòu)化。
2.如權(quán)利要求1所述的一種單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化方法，其特征在于所述步驟⑶中，所述堿性腐蝕液由質(zhì)量百分比為0.5% 2%的堿液，體積百分比為0.3% 2% 的異丙醇和體積百分比為0. 2% 1%、濃度范圍為5X10_5 5X10_3mol/L的烷基磺酸鹽水溶液配制而成。
3.如權(quán)利要求2所述的一種單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化方法，其特征在于所述質(zhì)量百分比為0. 5% 2%的堿液采用氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳酸鈉其中的一種堿液。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化方法，其特征在于 所述步驟中，織構(gòu)化后的所述單晶硅片表面形成金字塔邊長(zhǎng)為0.5 8μπι均勻的絨面，被腐蝕掉的單晶硅厚度為5 15 μ m。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化方法，其特征在于所述單晶硅片采用P型或N型，<100>晶向單晶硅襯底，電阻率為0. 5 7 Ω cm，厚度為 180 300 μ m。
6.如權(quán)利要求4所述的一種單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化方法，其特征在于所述單晶硅片采用P型或N型，<100>晶向單晶硅襯底，電阻率為0.5 7Qcm，厚度為180 300 μ m0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單晶硅太陽(yáng)能電池表面織構(gòu)化方法，其步驟如下(1)在超聲槽內(nèi)配制由濃度為0.005％～0.015％的洗滌靈和濃度為0.015％～0.2％的氫氧化鈉組成的混合液，將該混合液加熱至80～90℃的恒溫，在該恒溫區(qū)間內(nèi)對(duì)單晶硅片進(jìn)行1～5min的超聲洗清；(2)清洗干凈后，在單晶硅片表面均勻噴淋G溶液，G溶液包括質(zhì)量百分比為1％～5％鈉鹽、質(zhì)量百分比為0.01％～0.05％碳酰胺和質(zhì)量百分比為0.0015％～0.01％乳酸；(3)在恒溫超聲槽內(nèi)配制堿性腐蝕液，把單晶硅片放在堿性腐蝕液中腐蝕，其反應(yīng)溫度范圍為70～85℃，腐蝕時(shí)間為10～25min；(4)腐蝕反應(yīng)后沖洗單晶硅片，并將其吹干即完成單晶硅片表面織構(gòu)化。本發(fā)明成本低，利于太陽(yáng)能吸收，可以廣泛應(yīng)用在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域中。
文檔編號(hào)C30B33/10GK102168315SQ20111006042
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者勾憲芳, 姜利凱, 王鵬 申請(qǐng)人:中節(jié)能太陽(yáng)能科技(鎮(zhèn)江)有限公司