一種制備太陽能黑硅電池的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種制備太陽能黑硅電池的方法，屬于太陽能電池技術領域。
【背景技術】
[0002] 光伏發電是當前利用太陽能的主要方式之一，太陽能光伏發電因其清潔、安全、便 利、高效等特點，已成為世界各國普遍關注和重點發展的新興產業。因此，深入研宄和利用 太陽能資源，對緩解資源危機、改善生態環境具有十分重要的意義。
[0003] 制絨是多晶硅電池的第一道工藝，制絨又稱"表面織構化"處理。對于多晶硅來說， 制絨是利用酸對多晶硅表面的各向同性腐蝕，在硅表面形成無數的蠕蟲狀絨面。其目的是 為了去除硅片表面的機械損傷層，同時在硅片表面制備一個反射率約22%的織構表面，以 增加對光的吸收，提高太陽能電池的短路電流及光電轉換效率。
[0004] 黑硅材料是指在晶體硅表面形成一層納米陷光絨面，其幾乎可以吸收所有可見 光，反射率可低至極低。黑硅因為較低的反射率，能極大增加太陽能電池的短路電流和光 電轉化效率。將生產黑硅絨面后的硅片依次進行后續電池生產工藝流程(制絨-擴散-刻 蝕-鍍膜-絲網印刷）制成黑硅電池。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種制備太陽能黑硅電池的方法，通過金屬催化、化學刻蝕 的方法在硅片表面形成一層納米絨面，可以極大改善光的吸收，從而提高太陽能電池的轉 化效率。
[0006] 一種制備太陽能黑硅電池的方法，包括：取制絨后硅片，采用金屬催化、化學刻蝕 方法形成納米絨面；使用修正液修飾絨面，保證絨面良好的均勻性和平整度；使用硝酸去 除多余的納米銀顆粒；使用鹽酸加雙氧水混合液清洗去除金屬離子；使用氫氟酸去除表面 氧化層，使硅片表面呈疏水性；最后利用烘干機烘干硅片。
[0007] -種制備太陽能黑硅電池的方法，具體步驟為： (1) 金屬催化、化學刻蝕形成納米絨面 采用表面干凈的濕法制絨后的多晶硅硅片，將硅片放置在硝酸銀、氫氟酸、雙氧水的 混合溶液中反應，反應溫度為20-30°C，反應時間為180-360S，所述硝酸銀的質量濃度為 0. 05-1%，氫氟酸的質量濃度為1%-15%，雙氧水的質量濃度為0. 1-1. 5%，反應完成后，把硅 片取出用去離子水清洗； (2) 修正液修飾絨面 將上步驟清洗后的硅片放置在氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液中反應，反應溫度為25-35°C， 反應時間為50s-180s，氫氧化鉀和氫氧化鈉的質量濃度都為0. 01-1%，反應完成后，把娃片 取出用去離子水清洗； (3) 硝酸浸泡去除納米銀顆粒 將上步驟清洗后的硅片浸泡在硝酸溶液中，反應溫度為常溫，反應時間為10-lOOs，硝 酸的質量濃度為10-50%，反應完成后，將硅片取出用去離子水清洗； (4) 鹽酸和雙氧水混合溶液浸泡去除金屬離子 將上步驟清洗后的硅片浸泡在鹽酸和雙氧水混合溶液中，反應溫度為40-70°C，反應 時間為為10-lOOs，其中鹽酸的質量濃度為1-20%，雙氧水的質量濃度為0. 5-15%，反應完成 后，將硅片取出用去離子水清洗； (5) 氫氟酸去除硅片表面氧化層 將上步驟清洗后的硅片放置在氫氟酸溶液中，反應溫度為常溫，反應時間為10-lOOs， 氫氟酸的質量濃度為1-10%，反應完成后，將硅片取出用去離子水清洗； (6) 甩干 將上步驟清洗后的硅片使用甩干機甩干，其中甩干機轉速為200-300轉/min，時間為 300s； 將硅片取出依次進行制絨-擴散-刻蝕-鍍膜-絲網印刷的工藝流程制成黑硅電池。
[0008] 本發明的優點在于：通過金屬催化、化學刻蝕的方法在硅片表面形成一層納米絨 面，可以極大改善光的吸收，從而提高太陽能電池的轉化效率。該方法成本較低，工藝流程 簡單，且可以直接制備大面積的黑硅，具有較高的制備效率。能極大提升太陽能電池的效 益。
【附圖說明】
[0009] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0010] 圖1為本發明制備太陽能黑硅電池的方法流程示意圖。
[0011] 圖2為實施例1提供的修飾后硅片表面掃描電鏡微觀組織圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合具體實施例及附圖來詳細說明本發明的目的及功效。
[0013] 實施例1 一種制備太陽能黑硅電池的方法，具體步驟為： (1) 金屬催化、化學刻蝕形成納米絨面 采用表面干凈的濕法制絨后的多晶硅硅片，將硅片放置在硝酸銀、氫氟酸、雙氧水的混 合溶液中反應，反應溫度為25°c，反應時間為220s，所述硝酸銀的質量濃度為0. 15%，氫氟 酸的質量濃度為9%，雙氧水的質量濃度為0. 7%，反應完成后，把硅片取出用去離子水清洗； (2) 修正液修飾絨面 將上步驟清洗后的硅片放置在氫氧化鉀溶液中反應，反應溫度為25 °C，反應時間為 90s，氫氧化鉀的質量濃度為0. 02%，反應完成后，把硅片取出用去離子水清洗； (3) 硝酸浸泡去除納米銀顆粒 將上步驟清洗后的硅片浸泡在硝酸溶液中，反應溫度為常溫，反應時間為100s，硝酸的 質量濃度為30%，反應完成后，將硅片取出用去離子水清洗； (4) 鹽酸和雙氧水混合溶液浸泡去除金屬離子 將上步驟清洗后的硅片浸泡在鹽酸和雙氧水混合溶液中，反應溫度為60°C，反應時間 為為90s，其中鹽酸的質量濃度為13%，雙氧水的質量濃度為10%，反應完成后，將硅片取出 用去離子水清洗； (5) 氫氟酸去除硅片表面氧化層 將上步驟清洗后的硅片放置在氫氟酸溶液中，反應溫度為常溫，反應時間為100s，氫氟 酸的質量濃度為5%，反應完成后，將硅片取出用去離子水清洗； (6) 甩干 將上步驟清洗后的硅片使用甩干機甩干，其中甩干機轉速為250轉/min，時間為300s。
[0014] 將硅片取出依次進行制絨-擴散-刻蝕-鍍膜-絲網印刷的工藝流程制成黑硅電 池。
[0015] 實施例2 一種制備太陽能黑硅電池的方法，具體步驟為： (1) 金屬催化、化學刻蝕形成納米絨面 采用表面干凈的濕法制絨后的多晶硅硅片，將硅片放置在硝酸銀、氫氟酸、雙氧水的 混合溶液中反應，反應溫度為25°C，反應時間為220s，所述硝酸銀的質量濃度為0. 15%，氫 氟酸的質量濃度為10%，雙氧水的質量濃度為〇. 6%，反應完成后，把硅片取出用去離子水清 洗； (2) 修正液修飾絨面 將上步驟清洗后的硅片放置在氫氧化鉀溶液中反應，反應溫度為25 °C，反應時間為 120s，氫氧化鉀的質量濃度為0. 2%，反應完成后，把硅片取出用去離子水清洗； (3) 硝酸浸泡去除納米銀顆粒 將上步驟清洗后的硅片浸泡在硝酸溶液中，反應溫度為常溫，反應時間為IOOs，硝酸的 質量濃度為30%，反應完成后，將硅片取出用去離子水清洗； (4) 鹽酸和雙氧水混合溶液浸泡去除金屬離子 將上步驟清洗后的硅片浸泡在鹽酸和雙氧水混合溶液中，反應溫度為60°C，反應時間 為90s，其中鹽酸的質量濃度為13%，雙氧水的質量濃度為10%，反應完成后，將硅片取出用 去離子水清洗； (5) 氫氟酸去除硅片表面氧化層 將上步驟清洗后的硅片放置在氫氟酸溶液中，反應溫度為常溫，反應時間為100s，氫氟 酸的質量濃度為5%，反應完成后，將硅片取出用去離子水清洗； (6) 甩干 將上步驟清洗后的硅片使用甩干機甩干，其中甩干機轉速為250轉/min，時間為300s。
[0016] 將硅片取出依次進行制絨-擴散-刻蝕-鍍膜-絲網印刷的工藝流程制成黑硅電 池。
[0017] 實施例3 一種制備太陽能黑硅電池的方法，具體步驟為： (1)金屬催化、化學刻蝕形成納米絨面 采用表面干凈的濕法制絨后的多晶硅硅片，將硅片放置在硝酸銀、氫氟酸、雙氧水的 混合溶液中反應，反應溫度為25°C，反應時間為220s，所述硝酸銀的質量濃度為0. 15%，氫 氟酸的質量濃度為10%，雙氧水的質量濃度為〇. 6%，反應完成后，把硅片取出用去離子水清 洗； (2) 修正液修飾絨面 將上步驟清洗后的硅片放置在氫氧化鉀溶液中反應，反應溫度為25 °C，反應時間為 120s，氫氧化鉀的質量濃度為0. 5%，反應完成后，把硅片取出用去離子水清洗； (3) 硝酸浸泡去除納米銀顆粒 將上步驟清洗后的硅片浸泡在硝酸溶液中，反應溫度為常溫，反應時間為IOOs，硝酸的 質量濃度為30%，反應完成后，將硅片取出用去離子水清洗； (4) 鹽酸和雙氧水混合溶液浸泡去除金屬離子 將上步驟清洗后的硅片浸泡在鹽酸和雙氧水混合溶液中，反應溫度為60°C，反應時間 為90s，其中鹽酸的質量濃度為13%，雙氧水的質量濃度為10%，反應完成后，將硅片取出用 去離子水清洗； (5) 氫氟酸去除硅片表面氧化層 將上步驟清洗后的硅片放置在氫氟酸溶液中，反應溫度為常溫，反應時間為100s，氫氟 酸的質量濃度為5%，反應完成后，將硅片取出用去離子水清洗； (6) 甩干 將上步驟清洗后的硅片使用甩干機甩干，其中甩干機轉速為250轉/min，時間為300s。
[0018] 將硅片取出依次進行制絨-擴散-刻蝕-鍍膜-絲網印刷的工藝流程制成黑硅電 池。
[0019] 實施例4 一種制備太陽能黑硅電池的方法，具體步驟為： (1) 金屬催化、化學刻蝕形成納米絨面 采用表面干凈的濕法制絨后的多晶硅硅片，將硅片放置在硝酸銀、氫氟酸、雙氧水的 混合溶液中反應，反應溫度為20°C，反應時間為180s，所述硝酸銀的質量濃度為0. 05%，氫 氟酸的質量濃度為1%%，雙氧水的質量濃度為〇. 1%，反應完成后，把硅片取出用去離子水清 洗； (2) 修正液修飾絨面 將上步驟清洗后的硅片放置在氫氧化鈉溶液中反應，反應溫度為25 °C，反應時間為 50s，氫氧化鈉的質量濃度為0. 01%，反應完成后，把硅片取出用去離子水清洗