專利名稱：類單晶太陽能電池制絨工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及光伏領域，具體是類單晶太陽能電池制絨工藝。
背景技術：
類單晶娃片是指單晶相為主但含有局部多晶相的混合晶相娃片，類單晶的晶粒尺寸接近單晶，質量好于多晶，且成本接近鑄錠多晶硅，近年來類單晶的應用越來越廣泛。硅片用于制造太陽能電池時需經過制絨處理，目前多晶硅采用混酸溶液低溫制絨，利用混酸對硅片表面的各向同性腐蝕后得到多孔絨面，單晶硅采用堿溶液高溫制絨，利用堿對硅片表面的各向異性腐蝕后得到金字塔絨面。類單晶硅片用于制造太陽能電池時，人們常常根據類單晶表面的大晶粒面積在硅片上表面所占的比例選擇不同的制絨方式，大晶粒在硅片上表面的面積超過50%時人們就采用堿制絨來減少類單晶硅片外觀差異和效率離散性，而大晶粒在硅片上表面的面積小于50%時人們就采用酸制絨來保證類單晶工作時的穩定性。然而，由于類單晶硅片表面晶粒大小不一、雜質和晶界分布不均，采用酸制絨后硅片制成的 電池片電能轉換效率會降低，采用堿制絨后各向異性腐蝕的差異導致不同晶粒間的反射率差異達到16%以上、外觀差異較大，效率離散性大且衰減嚴重。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種制絨后能降低硅片表面不同尺寸晶粒間的反射率差異，且能保證制絨后生成的電池片具有較好的抗衰減性能的類單晶太陽能電池制絨工藝。本發明的目的主要通過以下技術方案實現類單晶太陽能電池制絨工藝，包括以下步驟
步驟a、將硅片放入HNO3和HF的混酸溶液中進行腐蝕，且在硅片腐蝕深度達到2 2. 5um時從混酸溶液中取出，再對酸腐蝕后的硅片進行水洗干燥處理；
步驟b、將干燥后的硅片放入具有單晶催化劑的KOH或NaOH堿溶液中進行腐蝕，且在硅片腐蝕深度達到2 2. 5 um時從堿溶液中取出，再對堿腐蝕后的硅片進行水洗干燥處理。本發明所涉及到的腐蝕深度根據稱量硅片腐蝕前后的質量差得到，單面腐蝕深度=質量差*刻蝕因子常數/2，其中，刻蝕因子常數=1/ (硅片長*寬*硅密度)，腐蝕深度控制可以通過控制制絨時間、制絨液溫度、制絨液濃度、調節環境排風等方法達到。本發明在進行堿腐蝕處理時，加入堿溶液中的單晶催化劑可采用異丙醇替換，或者通過反應產生的殘渣進行催化而不加入單晶催化劑和異丙醇。本發明在應用時步驟a和步驟b的順序可進行調換。所述步驟a中從混酸溶液取出的硅片在進行水洗干燥處理前還包括以下步驟將從混酸溶液中取出的硅片經過水洗后放入濃度低于5%的KOH或NaOH溶液中進行清洗，然后將硅片經過水洗再放入濃度低于10%的HCl溶液和濃度低于5%的HF溶液中進行清洗。其中，濃度為5%以下的KOH或NaOH稀溶液在常溫下洗去硅片表面殘留的酸和多孔硅，HCl濃度低于10%和HF濃度低于5%的稀溶液在常溫條件下洗去娃片表面殘留的堿，HCl另一作用除去重金屬提升電池片效率，HF另一作用去除硅片表面氧化物達到疏水作用。所述步驟b中從堿溶液取出的硅片在進行水洗干燥處理前還包括以下步驟將從堿溶液中取出的硅片經過水洗后放入濃度低于10%的HCl溶液和濃度低于5%的HF溶液中進行清洗。步驟b中采用濃度低于10%的HCl溶液和濃度低于5%的HF溶液對硅片進行清洗，HCl溶液和HF溶液與步驟a中HCl溶液和HF溶液的作用相同。所述HN03和HF混酸溶液中HN03與HF的體積比在3 :1 5 :1之間。所述步驟b中腐蝕硅片的KOH或NaOH堿溶液濃度為I. 0 2. 0%。所述硅片在HNO3和HF混酸溶液中腐蝕時混酸溶液的溫度為5 10°C，所述硅片在KOH或NaOH堿溶液中腐蝕時KOH或NaOH堿溶液溫度為75 85°C。本發明通過對混酸溶液和堿溶液在對硅片進行腐蝕時的溫度進行設定，如此能激活溶液又不會導致溶液揮發太多。 本發明在制造太陽能電池片時，還需對制絨后的硅片進行以下處理一、通過擴散制作P-N結；二、通過刻蝕去背結和去除磷硅玻璃；三、通過等離子增強化學氣相沉積具有減反射性能的SixNy膜；四、絲網印刷背面和正面漿料；五、燒結形成歐姆接觸；六、測試得出電性能數據。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果本發明包括將硅片放入HNO3和HF的混酸溶液中進行腐蝕，以及將干燥后的硅片放入具有單晶催化劑的KOH或NaOH堿溶液中進行腐蝕，本發明通過酸制絨進行各向同性腐蝕減小硅片外觀差異及效率衰減，且酸制絨能保證硅片表面不同尺寸晶粒間的反射率差異變小，硅片的抗衰減性能提高；本發明通過堿制絨使反射效率更低，提升了硅片制成的電池片的電能轉換效率，酸制絨的各向同性反應進一步降低了堿制絨后不同晶粒間的反射率差異；本發明可直接對類單晶硅片進行處理，能避免區分類單晶硅片表面大晶粒所占的百分比所造成的人力耗費，節省人力，降低成本。
圖I為本發明實施例的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。實施例
如圖I所示，類單晶太陽能電池制絨工藝，包括酸制絨和堿制絨兩個步驟，其中酸制絨包括HNO3和HF酸制絨一7jC洗一堿洗一水洗一酸洗一水洗一干燥；堿制絨包括KOH或NaOH堿制絨一水洗一酸洗一水洗一干燥。其中，酸制絨的具體過程為將硅片放入溫度為5 IO0C的HNO3和HF的混酸溶液中進行腐蝕，且在硅片腐蝕深度達到2 2. 5 um時從混酸溶液中取出；將從混酸溶液中取出的硅片經過水洗后放入濃度低于5%的KOH或NaOH溶液中進行清洗，然后將硅片經過水洗再放入濃度低于10%的HCl溶液和濃度低于5%的HF溶液中進行清洗；最后對酸腐蝕后的硅片進行水洗干燥處理。其中，HN03和HF混酸溶液中HN03與HF的體積比在3 :1 5 :1之間。堿制絨的具體過程為將干燥后的硅片放入濃度為I. 0 2. 0%的KOH或NaOH堿溶液中進行腐蝕，KOH或NaOH堿溶液中加入單晶催化劑，且KOH或NaOH堿溶液的溫度設定為75 85°C，在硅片腐蝕深度達到2 2. 5 um時從堿溶液中取出；將從堿溶液中取出的硅片經過水洗后放入濃度低于10%的HCl溶液和濃度低于5%的HF溶液中進行清洗；最后對堿腐蝕后的硅片進行水洗干燥處理。酸制絨和堿制絨的腐 蝕深度根據稱量硅片腐蝕前后的質量差得到，單面腐蝕深度=質量差*刻蝕因子常數/2,其中,刻蝕因子常數=1/ (娃片長*寬*娃密度),腐蝕深度控制可以通過控制制絨時間、制絨液溫度、制絨液濃度、調節環境排風等方法達到。如上所述，則能很好的實現本發明。
權利要求
1.類單晶太陽能電池制絨工藝，其特征在于，包括以下步驟 步驟a、將硅片放入HNO3和HF的混酸溶液中進行腐蝕，且在硅片腐蝕深度達到2 2. 5um時從混酸溶液中取出，再對酸腐蝕后的硅片進行水洗干燥處理； 步驟b、將干燥后的硅片放入具有單晶催化劑的KOH或NaOH堿溶液中進行腐蝕，且在硅片腐蝕深度達到2 2. 5 um時從堿溶液中取出，再對堿腐蝕后的硅片進行水洗干燥處理。
2.根據權利要求I所述的類單晶太陽能電池制絨工藝，其特征在于，所述步驟a中從混酸溶液取出的硅片在進行水洗干燥處理前還包括以下步驟將從混酸溶液中取出的硅片經過水洗后放入濃度低于5%的KOH或NaOH溶液中進行清洗,然后將硅片經過水洗再放入濃度低于10%的HCl溶液和濃度低于5%的HF溶液中進行清洗。
3.根據權利要求I所述的類單晶太陽能電池制絨工藝，其特征在于，所述步驟b中從堿溶液取出的硅片在進行水洗干燥處理前還包括以下步驟將從堿溶液中取出的硅片經過水洗后放入濃度低于10%的HCl溶液和濃度低于5%的HF溶液中進行清洗。
4.根據權利要求I所述的類單晶太陽能電池制絨工藝，其特征在于，所述HN03和HF混酸溶液中HN03與HF的體積比在3 :1 5 :1之間。
5.根據權利要求I所述的類單晶太陽能電池制絨工藝，其特征在于，所述步驟b中腐蝕硅片的KOH或NaOH堿溶液濃度為I. 0 2. 0%。
6.根據權利要求I 5任一項所述的類單晶太陽能電池制絨工藝，其特征在于，所述硅片在HNO3和HF混酸溶液中腐蝕時混酸溶液的溫度為5 10°C，所述硅片在KOH或NaOH堿溶液中腐蝕時KOH或NaOH堿溶液溫度為75 85°C。
全文摘要
本發明公開了類單晶太陽能電池制絨工藝，包括以下步驟將硅片放入HNO3和HF的混酸溶液中進行腐蝕，且在硅片腐蝕深度達到2～2.5μm時從混酸溶液中取出，再對酸腐蝕后的硅片進行水洗干燥處理；將干燥后的硅片放入具有單晶催化劑的KOH或NaOH堿溶液中進行腐蝕，且在硅片腐蝕深度達到2～2.5μm時從堿溶液中取出，再對堿腐蝕后的硅片進行水洗干燥處理。本發明通過上述方式對硅片進行制絨處理，經過本發明處理的硅片生成的電池片不同尺寸晶粒間的反射率差異小，且具有較好的抗衰減性能。
文檔編號C30B33/10GK102703989SQ20121016835
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者包崇彬, 張鳳鳴, 李質磊, 段甜健, 盛雯婷, 程曦, 高玲 申請人:保定天威集團有限公司, 天威新能源控股有限公司