一種太陽能電池光伏制絨方法
【專利摘要】本發明公開一種太陽能電池光伏制絨方法，屬于太陽能電池技術領域，包括以下步驟，1)制備單層納米球薄膜：在硅基體表面制備單層納米球膜，膜厚度為納米球直徑；2)刻蝕：對硅基體表面的單層納米球薄膜采用等離子刻蝕或濕法刻蝕。本發明采用納米球層膜作為掩膜，經等離子刻蝕或濕法刻蝕方法獲得規則排列，納米級尺寸的小絨面結構，可將太陽能電池片制絨表面反射率降低到2％以下。
【專利說明】
一種太陽能電池光伏制絨方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種制絨方法，具體涉及一種太陽能電池光伏制絨方法，屬于太陽能電池技術領域。【背景技術】
[0002]太陽能電池是將光能轉化成電能的裝置，太陽能電池在使用過程中為零排放，對環境無污染，是現代低碳社會最具代表性的能源。
[0003]為了增加晶娃太陽電池表面太陽光的吸收，一般將電池片浸泡在以氫氟酸和硝酸為主體的酸性腐蝕液，或以NaOH或K0H為主體的堿性腐蝕液中，在電池片表面形成粗糙化的減反射絨面。多晶一般用酸腐蝕，單晶一般采用堿液腐蝕。其中，酸腐蝕后在表面形成不規則的凹坑狀絨面，反射率高達26?30%;堿腐蝕在單晶硅表面形成大小不一的金字塔結構的絨面，反射率為11?15%。
[0004]為了進一步降低太陽能電池表面的光損失，現有技術中也有公開采用光刻膠作掩膜，可在硅片表面形成蛾眼結構的絨面，其表面反射率可達4%，表面少子復合也很少，但該方法工藝復雜、成本高，且難以批量生產。現有技術中也有公開在酸堿制絨的基礎上再利用等離子撞擊，表面反射率達到5%。但沒有掩膜，采用離子刻蝕方法獲得的絨面表面缺陷很大，使得電池的表面少子復合嚴重，電池性能提升有限。
【發明內容】
[0005]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種太陽能電池光伏制絨方法，可在硅基體表面制備納米級絨面，其形狀及排列方式可控，有效降低硅片表面反射率。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用的一種太陽能電池光伏制絨方法，包括以下步驟，
[0007]1)制備單層納米球薄膜:在硅基體表面制備單層納米球膜，膜厚度為納米球直徑；
[0008]2)刻蝕:對硅基體表面的單層納米球薄膜采用等離子刻蝕或濕法刻蝕。
[0009]作為改進，所述步驟1)中單層納米球薄膜采用納米球排列組成，相鄰納米球間有排列空隙，納米球的直徑為200-300nm〇
[0010]作為改進，所述納米球采用PS納米球或二氧化鈦納米球。
[0011]作為改進，所述步驟2)中等離子刻蝕具體包括:以工作氣體在高頻磁場和感生電場作用下電離產生等離子體，等離子體透過納米分子球間的排列空隙轟擊硅基體表面，使得硅原子濺射達到刻蝕。
[0012]作為改進，濺射后制備的絨面尺寸為50-200nm。
[0013]作為改進，采用的工作氣體為六氟化硫和氧氣的混合氣體，或采用六氟化硫、三氟甲燒和氧氣的混合氣體。[0〇14]作為改進，步驟2)中濕法刻蝕具體包括:先在納米球膜表面制備Si〇2、Ag或Au納米結構，使用有機物除去納米球，再經溶液濕法刻蝕，多晶使用酸刻蝕，單晶使用堿刻蝕。
[0015] 作為改進，所述酸刻蝕采用HF與HN〇3的混合水溶液，所述HF:HN〇3為1:1.5-6。
[0016]作為改進，所述堿刻蝕采用氫氧化鈉與異丙醇的混合物，氫氧化鈉質量分數為 1%-2%，異丙醇的體積分數為1-5%，反應溫度為80°C，反應時間為15-25min。[〇〇17] 作為改進，反應時間為20min。
[0018]與現有技術相比，本發明采用納米球層膜作為掩膜，經等離子刻蝕或濕法刻蝕方法獲得規則排列，納米級尺寸的小絨面結構，可將太陽能電池片制絨表面反射率降低到2% 以下。【附圖說明】[〇〇19 ]圖1為本發明中納米球膜表面結構示意圖；
[0020]圖2為本發明中酸蝕后硅片表面陷光結構示意圖；[0021 ]圖3為本發明中堿蝕后硅片表面陷光結構示意圖。【具體實施方式】
[0022]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面通過附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。但是應該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明， 并不用于限制本發明的范圍。除非另有定義，本文所使用的所有的技術術語和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同，本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。
[0023]—種太陽能電池光伏制絨方法，包括以下步驟，[〇〇24]1)制備單層納米球膜:
[0025]采用LB膜法、旋轉涂膜法或提拉法在硅基體表面制備單層納米球薄膜，膜厚度為分子直徑，本發明采用PS納米球(聚苯乙稀)、二氧化鈦納米球，直徑為200-300nm;單層納米球在硅基體表面緊密排列形成掩膜，納米球之間的排列空隙可作為濕法刻蝕或等離子刻蝕的位置，納米球膜表面結構如圖1所示。
[0026]2)當采用等離子刻蝕時，該方法的具體過程為:
[0027]工作氣體在高頻磁場和感生電場作用下電離產生等離子體，等離子體透過分子球之間的空隙轟擊硅基體表面，使得硅原子濺射達到刻蝕效果。由于納米球為周期緊密排列， 因此通過等離子轟擊空隙位置的硅基體，達到絨面規則排列的效果，最終制備的絨面尺寸為50-200nm之間；采用的工作氣體為六氟化硫和氧氣的混合氣體，也可以采用六氟化硫、三氟甲烷和氧氣的混合氣體。
[0028]或采用濕法刻蝕，濕法刻蝕首先在納米球膜表面采用濺射、蒸鍍或噴涂方式制備 Si02或者Ag、Au納米結構，使用有機物，如丙醇除去納米球;再經溶液濕法刻蝕，多晶使用酸刻蝕，單晶使用堿刻蝕。[〇〇29] 其中，酸刻蝕溶液采用HF和HN03的混合水溶液，HF和HN03的比例范圍為1:1.5-6,酸蝕后硅片表面陷光結構如圖2所示；
[0030]堿刻蝕選用氫氧化鈉與異丙醇的混合物，氫氧化鈉的質量分數為1%_2%，異丙醇的體積分數為1-5 %，反應溫度為80°C，反應時間為15-25min;優選的反應時間為20min，有效滿足濕法刻蝕要求，堿蝕后硅片表面陷光結構如圖3所示。
[0031]本發明的納米球掩膜，經等離子刻蝕或濕法刻蝕方法獲得規則排列，納米級尺寸的小絨面結構，可將太陽能電池片制絨表面反射率降低到2%以下。
[0032]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種太陽能電池光伏制絨方法，其特征在于，包括以下步驟，1)制備單層納米球薄膜:在硅基體表面制備單層納米球膜，膜厚度為納米球直徑；2)刻蝕:對硅基體表面的單層納米球薄膜采用等離子刻蝕或濕法刻蝕。2.根據權利要求1所述的一種太陽能電池光伏制絨方法，其特征在于，所述步驟1)中單 層納米球薄膜采用納米球排列組成，相鄰納米球間有排列空隙，納米球的直徑為200-300nm〇3.根據權利要求2所述的一種太陽能電池光伏制絨方法，其特征在于，所述納米球采用 PS納米球或二氧化鈦納米球。4.根據權利要求3所述的一種太陽能電池光伏制絨方法，其特征在于，所述步驟2)中等 離子刻蝕具體包括:以工作氣體在高頻磁場和感生電場作用下電離產生等離子體，等離子 體透過納米分子球間的排列空隙轟擊硅基體表面，使得硅原子濺射達到刻蝕。5.根據權利要求4所述的一種太陽能電池光伏制絨方法，其特征在于，濺射后制備的絨 面尺寸為50-200nm〇6.根據權利要求5所述的一種太陽能電池光伏制絨方法，其特征在于，采用的工作氣體 為六氟化硫和氧氣的混合氣體，或采用六氟化硫、三氟甲烷和氧氣的混合氣體。7.根據權利要求3所述的一種太陽能電池光伏制絨方法，其特征在于，步驟2)中濕法刻 蝕具體包括:先在納米球膜表面制備Si〇2、Ag或Au納米結構，使用有機物除去納米球，再經 溶液濕法刻蝕，多晶使用酸刻蝕，單晶使用堿刻蝕。8.根據權利要求7所述的一種太陽能電池光伏制絨方法，其特征在于，所述酸刻蝕采用 HF與HN03的混合水溶液，所述HF: HN03為1:1.5-6。9.根據權利要求7所述的一種太陽能電池光伏制絨方法，其特征在于，所述堿刻蝕采用 氫氧化鈉與異丙醇的混合物，氫氧化鈉質量分數為1 % -2 %，異丙醇的體積分數為1 _5 %，反 應溫度為80°C，反應時間為15-25min。10.根據權利要求9所述的一種太陽能電池光伏制絨方法，其特征在于，反應時間為 20min〇
【文檔編號】C30B33/10GK105957906SQ201610499539
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】涂亮亮, 劉亞坤, 林建男, 魏明德
【申請人】徐州同鑫光電科技股份有限公司