一種用于晶體硅的制絨槽的制作方法

本實用新型涉及一種用于晶體硅的制絨槽，屬于太陽能電池技術領域。

背景技術：

隨著太陽能電池組件的廣泛應用，光伏發電在新能源中越來越占有重要比例，獲得了飛速發展。目前商業化的太陽電池產品中，晶體硅（單晶和多晶）太陽電池的市場份額最大，一直保持85%以上的市場占有率。

目前，在太陽電池的生產工藝中，硅片表面的絨面結構可以有效地降低太陽電池的表面反射率，是影響太陽電池光電轉換效率的重要因素之一。為了在晶體硅太陽能電池表面獲得好的絨面結構，以達到較好的減反射效果，人們嘗試了許多方法，常用的包括機械刻槽法、激光刻蝕法、反應離子刻蝕法（RIE）、化學腐蝕法（即濕法腐蝕）等。其中，機械刻槽方法可以得到較低的表面反射率，但是該方法造成硅片表面的機械損傷比較嚴重，而且其成品率相對較低，故而在工業生產中使用較少。對于激光刻蝕法，是用激光制作不同的刻槽花樣，條紋狀和倒金字塔形狀的表面都已經被制作出來，其反射率可以低至8.3%，但是由其制得的電池的效率都比較低，不能有效地用于生產。RIE方法可以利用不同的模版來進行刻蝕，刻蝕一般是干法刻蝕，可以在硅片表面形成所謂的“黑硅”結構，其反射率可以低至7.9%，甚至可以達到4%，但是由于設備昂貴，生產成本較高，因此在工業成產中使用較少。而化學腐蝕法具有工藝簡單、廉價優質、和現有工藝好兼容等特點，成為了現有工業中使用最多的方法。

現有技術中，制備黑硅絨面所采用的制絨槽主要包括包括沿晶體硅的操作方向依次排列的金屬催化刻蝕槽、金屬離子清洗槽和二次清洗槽，這種裝置是針對工藝來設計的。隨著絨面制備工藝的改進，其相應的制絨槽也應當有相應的改進。

技術實現要素：

本實用新型的發明目的是提供一種用于晶體硅的制絨槽。

為達到上述發明目的，本實用新型采用的技術方案是：一種用于晶體硅的制絨槽，包括依次排列的金屬催化刻蝕槽、多孔硅清洗槽和擴孔槽；所述多孔硅清洗槽為耐堿腐蝕的清洗槽。

上文中，金屬催化刻蝕槽是用來通過金屬催化刻蝕法來形成多孔硅結構。槽內承載的是含有氧化劑以及金屬鹽的氫氟酸溶液，所述金屬離子可從現有技術的金屬離子中選用，比如金、銀、銅、鎳中的一種或幾種；所述溶液中金屬離子濃度小于等于1E^-3 mol/L，或者，溶液中金屬離子濃度大于1E^-3 mol/L的同時HF的濃度小于等于1E^-2 mol/L。

所述多孔硅清洗槽的作用主要是：去除表面的多孔硅結構，露出下面的納米絨面結構，同時剝離多孔硅中的大量的金屬粒子；多孔硅清洗槽內可以承載堿性化學液。

所述擴孔槽是為了進一步修正腐蝕，使上述多孔硅結構形成絨面結構。其內可以承載化學腐蝕液。

同時，所述多孔硅清洗槽還可以將納米結構底部的殘留金屬徹底去除，處理后的硅片進入擴孔槽內的化學腐蝕液中不會將金屬粒子帶入腐蝕液中，避免在化學腐蝕液中再次形成金屬催化的氧化還原體系，影響絨面結構的穩定性和均勻性。另一方面，在化學腐蝕液之前去除金屬粒子，還可以避免該體系中累積越來越多的金屬粒子。因為大量的金屬粒子會反方向附著在硅片表面難以去除，一方面影響腐蝕液的壽命，另一方面也會導致太陽能電池光電轉換效率的大幅降低。

優選的，所述多孔硅清洗槽和擴孔槽之間還設有第一金屬離子清洗槽。所述第一金屬離子清洗槽為耐酸腐蝕或者耐堿腐蝕的清洗槽。此時多孔硅清洗槽只具備去除多孔硅的作用，孔底的金屬采用第一金屬離子清洗槽來去除。

上述技術方案中，所述金屬催化刻蝕槽為金屬催化制絨槽；

或者，所述金屬催化刻蝕槽包括沿晶體硅的操作方向排列的金屬附著槽和催化制絨槽。

上述技術方案中，所述金屬催化制絨槽還包括位于其中的冷卻裝置和恒溫裝置。

上述技術方案中，所述金屬附著槽和催化制絨槽均還包括位于其中的冷卻裝置和恒溫裝置。

上述技術方案中，所述金屬催化制絨槽，或者所述金屬附著槽和催化制絨槽均為耐酸腐蝕、耐氧化腐蝕的清洗槽。

上述技術方案中，所述擴孔槽為耐酸、耐氧化腐蝕的清洗槽。

上述技術方案中，所述擴孔槽之后還依次包括第二多孔硅清洗槽、第二金屬離子清洗槽和氧化層清洗槽。

所述第二多孔硅清洗槽為耐堿腐蝕的清洗槽。所述第二金屬離子清洗槽為耐酸或者耐堿腐蝕的清洗槽。所述氧化層清洗槽為耐酸腐蝕的清洗槽。

上述技術方案中，所述每兩個相鄰槽之間還設有水洗槽。

由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：

1、本實用新型開發了一種用于晶體硅的制絨槽，由其制得的絨面結構在硅片表面形成緊密且均勻排布的類倒金字塔結構和正金字塔結構，且這些金字塔結構都是納米級的；實驗證明：本實用新型的絨面結構可以有效降低前表面的反射率，使反射率最低降低至2%，取得了意想不到的效果；

2、本實用新型開發的制絨槽成本低、通用性好，能用于單晶硅和多晶硅的制絨工藝中；

3、本實用新型采用化學腐蝕形成納米級絨面，可與現有工業化生產工藝兼容，可以快速移植到工業化生產中，適于推廣應用；

4、本實用新型采用多孔硅清洗槽，可以快速刻蝕去除富含Ag顆粒的多孔硅層，大幅度減小了每次處理的氫氟酸和氧化劑的混合液中清洗溶解的Ag，從而大幅度延長了氫氟酸和硝酸混合液的使用壽命，并確保了絨面結構的穩定性和均勻性；

5、本實用新型中的多孔硅清洗槽同時還可以進一步去除金屬銀顆粒，可以確保完全去除硅片上的Ag殘留，確保太陽電池電性能的穩定性，從而提高開路電壓和光電轉換效率。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一的結構示意圖。

其中：1、金屬催化刻蝕槽；2、多孔硅清洗槽；3、擴孔槽；4、第一金屬離子清洗槽；5、第二多孔硅清洗槽；6、第二金屬離子清洗槽；7、氧化層清洗槽；8、水洗槽。

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型進一步描述。

實施例一：

參見圖1所示，一種用于晶體硅的制絨槽，包括沿晶體硅的操作方向依次排列的金屬催化刻蝕槽1、多孔硅清洗槽2、第一金屬離子清洗槽4、擴孔槽3、第二多孔硅清洗槽5、第二金屬離子清洗槽6和氧化層清洗槽7；所述每兩個相鄰槽之間還設有水洗槽8。

所述金屬催化刻蝕槽包括沿晶體硅的操作方向排列的金屬附著槽和催化制絨槽。所述金屬附著槽和催化制絨槽均還包括位于其中的冷卻裝置和恒溫裝置。所述金屬附著槽和催化制絨槽均為耐酸腐蝕、耐氧化腐蝕的清洗槽。

所述多孔硅清洗槽為耐堿腐蝕的清洗槽。所述擴孔槽為耐酸、耐氧化腐蝕的清洗槽。