[发明专利]硅片制绒清洗工艺、太阳电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种硅片制绒清洗工艺、太阳电池及其制备方法，硅片制绒清洗工艺包括如下步骤：采用制绒药液对硅片进行制绒处理；其中，制绒药液按体积份数计包括质量分数40％～50％的碱金属氢氧化物溶液4.5份～7份、制绒添加剂1份、水160份～175份；制绒处理的温度为83℃～86℃，制绒处理的时间为450s～700s。该硅片制绒清洗工艺通过对制绒药液的配方和制绒工艺参数进行优化调整，能够有效地提高硅片表面绒面结构的均匀性，解决传统工艺制备的电池片“水柱印”隔离比例过高的问题，提高产品良率和电池效率。

技术领域

本发明涉及太阳电池生成技术领域，特别是涉及一种硅片制绒清洗工艺、太阳电池及其制备方法。

背景技术

异质结(HJT，Heterojunction with Intrinsic Thin Layer)电池最早由日本的三洋(Sanyo)公司于1990年研发。在过去的30年间，该产业经历了萌芽期、实验室阶段、初步的商业化阶段和逐步的产业化阶段。异质结是一种特殊的PN结，由非晶硅和晶体硅材料形成，是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，属于N型电池中的一种。

异质结电池综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势，具有转换效率高、工艺温度低、稳定性高、衰减率低、双面发电等优点，技术具有颠覆性。从2015年之前的铝背场(BSF)电池主导，到2015年PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)电池开始起量并成为目前市场主流电池，异质结电池片技术已经历两代变革。

目前，PERC电池转换效率已接近天花板，TOPCon(Tunnel Oxide PassivatedContact)电池提升空间有限，市场的关注热点逐渐向HJT等技术转移。对比PERC及TOPCon电池，HJT电池潜力巨大，将成为第三代电池片技术主流。而HJT电池目前最大的问题是成本，HJT需要较高的生产原辅材料和设备投入成为了制约其快速发展的最主要因素。产品良率和生产效率的不断提高，是其规模化量产的重要前提。

在异质结太阳电池片制备过程中，硅片需要经过粗抛→臭氧清洗→预清洗→制绒→后清洗→圆滑处理→氢氟酸钝化→慢提拉→烘干等一系列制绒清洗工序。其中，制绒步骤的主要作用是利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在硅片表面形成密集分布的“金字塔”结构的减反射绒面。

因为异质结电池独特的结构，要求制绒后的界面与非晶硅界面要有很好的匹配性，所以对硅片表面的清洁度和绒面结构的均匀性、稳定性要求明显高于常规单晶硅太阳电池。然而，传统的硅片制绒清洗工艺及设备所生产的硅片存在绒面结构的均匀性较差的问题，严重影响产品的效率、良率和产能。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够有效提高硅片绒面结构的均匀性、提高产品良率和电池效率的硅片制绒清洗工艺、太阳电池及其制备方法。

本发明提出的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种硅片制绒清洗工艺，包括如下步骤：

采用制绒药液对硅片进行制绒处理；

其中，所述制绒药液按体积份数计包括质量分数40％～50％的碱金属氢氧化物溶液4.5份～7份、制绒添加剂1份、水160份～175份；所述制绒处理的温度为83℃～86℃，所述制绒处理的时间为450s～700s。

在其中一些实施例中，制绒处理在制绒槽中进行，所述制绒槽内盛装所述制绒药液，所述制绒槽的容积为265L～275L；每制绒处理320片～400片所述硅片后排出5.5L～8L所述制绒药液，并向所述制绒槽中补加150mL～200mL所述制绒添加剂、6.5L～8.5L水和300mL～500mL质量分数40％～50％的碱金属氢氧化物溶液。

在其中一些实施例中，所述制绒处理过程中所述制绒药液的循环流量为26L/min～32L/min。