[发明专利]一种晶体硅太阳能电池表面微纳米结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，具体涉及一种晶体硅太阳能电池表面微纳米结构的制备方法。

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。 目前商业化的太阳能电池产品中，晶体硅 ， 太阳电池的市场份额最大，一直保持 85% 以上的市场占有率。

现有技术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。

目前，采用湿法腐蚀的多晶硅太阳能电池的绒面结构一般呈微米级。常规的工艺方法仍是进一步降低其表面反射率，如中国发明专利CN 201310127230.X公开了一种晶体硅太阳能电池的绒面结构及其制备方，主要包括如下步骤 ：（1）将晶硅硅片进行清洗、腐蚀制绒，形成微米级绒面 ；（2）将硅片放入含有金属离子的溶液中浸泡，使硅片表面均匀覆盖一层非连续纳米级贵金属粒子 ；（3）用化学腐蚀液选择性腐蚀硅片表面，形成纳米深孔结构的绒面 ；（4）将硅片在去离子水中清洗10-300s，清洗温度为5~90℃；（5） 用化学溶液/去离子水清洗硅片去除贵金属粒子；（6）将硅片在去离子水中清洗10~300s，清洗温度为5~90℃；（7）将上述硅片放入化学腐蚀液中进行微结构修正刻蚀；（8）将硅片在去离子水中清洗并烘干。 上述发明专利具有以下缺点：1、步骤2中贵金属颗粒在硅片表面附着迅速且数量多，远远超过第三步金属催化刻蚀实际所需的量，造成贵金属粒子的浪费，增加制绒成本；2、由于金属粒子在第三步的作用是催化刻蚀，在硅片表面形成纳米深孔结构，金属颗粒留在纳米深孔底部，很难通过第四步中的清洗步骤去除，最终形成载流子复合中心，会导致太阳电池漏电。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶体硅太阳能电池表面微纳米结构的制备方法。

为实现上述目的，本发明是通过下列技术方案实现的：

一种晶体硅太阳能电池表面微纳米结构的制备方法，包括如下步骤

（1）、将晶体硅原片放入质量百分比1-5%HF的溶液中去除SiO₂层，清洗后再用去离子水清洗3~5次，再将硅片吹干待用；

（2）将上述处理后的硅片放入含有金属离子、氧化剂和化学腐蚀剂的第一化学腐蚀溶液中，在硅片表面形成纳米结构绒面；所述氧化剂为HNO₃，浓度为0.01~15 mol/L；所述化学腐蚀剂为HF，浓度为1~20 mol/L；反应时间为30 ~ 300秒；

（3）将硅片在去离子水中清洗10~300s，清洗温度为5~90℃；

（4）将硅片放入第二化学腐蚀液中，进行微纳米结构的修正刻蚀；

所述步骤（4）中的第二化学腐蚀液为NaOH 溶液、KOH 溶液、四甲基氢氧化铵溶液、HNO₃与HF的混合溶液中的任意一种。

当所述第二化学腐蚀液为NaOH 溶液时，其浓度为0.002~0.2 mol/L，反应时间为10~500秒，反应温度为5~90℃；

当所述第二化学腐蚀液为KOH 溶液时，其浓度为0.002~0.2 mol/L，反应时间为10~500秒，反应温度为5~90℃；

当所述第二化学腐蚀液为四甲基氢氧化铵溶液时，其浓度为0.002~0.2 mol/L，反应时间为10~500秒，反应温度为5~90℃；

当所述第二化学腐蚀液为HNO₃ 与HF的混合溶液时，HF 与HNO₃ 的浓度分别为0.01~1 mol/L、1~10mol/L，反应时间为10~500秒，反应温度为5~50℃；

（5）将上述硅片在去离子水中清洗并烘干，即可得到晶体硅太阳能电池的绒面结构。

优选的，步骤2）中所述金属离为金离子、银离子、铜离子和铁离子中的任意一种，所述金属离子的浓度为0.0001~0.1 mol/L。

优选的，所述步骤1）中晶体硅清洗的时间为30~300秒，清洗温度为5~50℃。

优选的，所述硅片为单晶硅片或多晶硅片。