一種太陽電池的硅片清洗制絨方法技術

本發明專利技術涉及一種太陽電池的清洗制絨方法，包括：對硅片的預清洗、堿性溶液下去損傷層、表面氧化層刻蝕、干燥工序、預清洗、制絨形成金字塔絨面結構、清洗去除有機物、表面拋光圓滑絨面、清洗去除金屬雜質、表面氧化層刻蝕、干燥工序。本發明專利技術的清洗制絨方法操作簡單，成本低廉，適用于大面積太陽電池的批量生產；運用本發明專利技術的清洗制絨方法，可以使硅片表面清洗得更干凈，同時形成的金字塔絨面的頂部帶有一定的圓滑面，有利于解決在后續的等離子體沉積中由于尖端放電等不利因素導致的非晶硅薄膜沉積不均勻的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于硅片清洗制絨領域，特別涉及。
技術介紹
太陽能被認為是最有發展前途的一種可再生能源，一方面是因為太陽無所不在，太陽照到的地方就有太陽能，另一方面太陽能是取之不盡用之不竭的。將太陽光轉換成電能的太陽電池制造方法在近幾年發展非常迅速，產生了各種各樣的電池。目前，大規模開發利用太陽能光伏發電的核心在于提升太陽電池的光電轉換效率和降低太陽電池的生產成本。帶有本征薄層的非晶硅/單晶硅異質結太陽電池，即HIT太陽電池，可以用200° C以下的低溫非晶硅沉積技術來替代傳統晶硅電池生產工藝中的高溫過程，因而有望成為另一 種形式的單晶硅電池，在實現低價高效太陽電池方面具有非常重要的應用前景。目前，日本的松下公司在2011年研發的HIT太陽電池已經實現23. 7%的轉換效率，而世界上其他研究組均無法達到20%以上。因此，為了能研發出轉換效率超過20%的高效HIT電池，改進太陽電池制造技術，優化生產工藝，具有十分重要的意義。經對現有HIT太陽電池制造工藝研究調查發現，HIT太陽電池是利用晶體硅做襯底材料，在其上沉積非晶硅薄膜。其中非晶硅薄層的均勻性和薄膜質量，是影響太陽電池效率的關鍵因素之一。但是由于非晶硅薄層的厚度僅有5-15納米，因此非晶硅薄膜的沉積受到硅片表面形貌的嚴重影響。目前的HIT太陽電池制造工藝中，為了獲得硅片表面較好的減反射效果，往往利用硅本身晶面腐蝕速度的不同做成表面為(111)晶面的四面方錐體結構，即金字塔結構。但是該結構因其尖峰銳利，易于在非晶硅薄膜沉積過程中引起等離子體放電等不利因素，使得難于獲得沉積均勻的非晶硅薄膜，造成薄膜質量較差和低電池轉換效率。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供，該方法簡單高效，適用于異質結太陽電池的清洗制絨，也適用于大面積太陽電池的生產，這將為大規模生產高效異質結電池提供重要參考，應用前景廣闊。本專利技術的一種太陽電池的清洗制絨方法，包括如下步驟(I)預清洗將硅片進行預清洗，然后用去離子水漂洗2-5分鐘，得到預清洗后的娃片;(2)堿性溶液下去損傷層將上述預清洗后的硅片放入堿性溶液中進行去損傷層刻蝕處理，去損傷層后用去離子水漂洗2-5分鐘；(3)表面氧化層刻蝕并干燥將步驟(2)得到的去損傷層后的硅片用氫氟酸水溶液進行表面氧化層刻蝕腐蝕處理，然后用去離子水漂洗2-5分鐘后干燥；(4)預清洗將步驟(3)得到硅片進行預清洗，然后用去離子水漂洗2-5分鐘；(5)制絨形成金字塔絨面結構將經過步驟(4)處理后的硅片放入制絨液中進行制絨，以形成金字塔絨面結構，制絨后用去離子水漂洗2-5分鐘；(6)清洗以去除有機物將步驟(5)得到的制絨后的硅片進行清洗以去除有機物，然后用去離子水漂洗2-5分鐘；(7)表面拋光圓滑絨面將步驟(6)清洗后的硅片置于含有HF和HNO3的去離子水溶液中進行表面拋光圓滑絨面處理，處理的溫度5-30° C，處理的時間是1-15分鐘；處理后用去離子水漂洗1-5分鐘；其中含有HF和HNO3的去離子水溶液中HF的質量百分數為O.1-2%，HNO3的質量百分數為40-60%，去離子水的質量百分數為38-59. 9% ；(8)清洗去除金屬雜質離子將經過步驟(7)處理后的硅片進行清洗以去除金屬雜質離子，然后用去離子水漂洗1-5分鐘；(9)表面氧化層刻蝕并干燥將經過步驟(8)處理后的硅片用氫氟酸水溶液進行表面氧化層刻蝕腐蝕處理，最后干燥即可。步驟(I)和(4)中所述的預清洗中所用的清洗液為含有NH4OH和H2O2的去離子水溶液，其中NH4OH的質量百分數為2-5%，H2O2的質量百分數為3_6%，去離子水的質量百分數為89-95%，預清洗的溫度是50-90° C，預清洗的時間為2_12分鐘。步驟(2)中所述的堿性溶液為質量百分數為1-10%的NaOH或KOH水溶液，所述的去損傷層刻蝕處理的處理溫度為50-90° C，處理時間是1-6分鐘。步驟(3)和(9)中所述的氫氟酸水溶液中氫氟酸的質量百分數為1_10%，所述的腐蝕處理中腐蝕溫度為10-30° C，腐蝕時間為1-6分鐘。步驟(3)和(9)中所述的干燥為用熱風干燥，干燥溫度為60-80° C，干燥時間為15-40分鐘。步驟(5)中所述的制絨液的成分為NaOH (Κ0Η)、添加劑和去離子水，其中NaOH(Κ0Η)、添加劑和去離子水所占的質量分數分別為1-10%、0. 1-1. 0%和89-98. 9% ;所述的制絨的溫度為50-90° C，制絨的時間為15-40分鐘。上述的添加劑為含有表面活性劑的甲醇/乙醇/水的混合液。步驟(6沖所述的清洗中所用的清洗液為含有NH4OH和H2O2的去離子水溶液，其中NH4OH的質量百分數為2-5%，H2O2的質量百分數為3_6%，去離子水的質量百分數為89_95%，清洗的溫度是50-90° C，清洗的時間為2-8分鐘。步驟(8)所述的清洗中所用的清洗液為含有HCl和H2O2的去離子水溶液，其中HCl的質量百分數為1-10%，H2O2的質量百分數為1-5%，去離子水的質量百分數為85-98% ;所述清洗的溫度為50-90° C，清洗的時間為1-10分鐘。在制絨硅片上沉積非晶硅薄膜時，由于等離子體尖端放電等不利因素導致的非晶硅薄膜沉積不均勻，本專利技術提供一種太陽電池，特別是晶體硅/薄膜硅異質結的太陽電池硅片清洗制絨方法，將硅片的清洗制絨分解為損傷層刻蝕和制絨兩個工藝步驟，其中制絨步驟中含有表面拋光圓滑絨面工序的清洗制絨方法。本專利技術通過將分解為損傷層刻蝕和制絨兩個工藝步驟。所述的損傷層刻蝕包括通過對高質量硅片的預清洗、堿性溶液下去損傷層、表面氧化層刻蝕、干燥工序。所述的制絨工藝包括預清洗、制絨形成金字塔絨面結構、清洗去除有機物、表面拋光圓滑絨面、清洗去除金屬雜質離子、表面氧化層刻蝕、干燥工序。通過在制絨工藝中增加表面拋光圓滑絨面處理，將硅片表面尖銳金字塔結構刻蝕成圓整光滑絨面，以此解決了在后續的等離子體沉積工藝中由于等離子體尖端放電等不利因素導致的非晶硅薄膜沉積不均勻，從而使非晶硅成膜質量大大上升，解決了異質結硅太陽電池制造工藝上的一大難題。對于獲得高效率的晶體硅/薄膜硅異質結電池提供了重要參考。有益效果(I)本專利技術的清洗制絨方法操作簡單，成本低廉，適用于大面積太陽電池的批量生產；(2)運用本專利技術的清洗制絨方法，可以使硅片表面清洗得更干凈，同時形成的金字塔絨面的頂部帶有一定的圓滑面，有利于解決在后續的等離子體沉積中由于尖端放電等不利因素導致的非晶硅薄膜沉積不均勻的問題。(3)本專利技術的方法為大規模生產高效異質結電池提供了重要參考，在光伏制造領 域意義重大。具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍。此外應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術人員可以對本專利技術作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。以N型硅片為襯底的異質結太陽電池為例，選用的硅片厚度為160-200微米，按照如下的具體實施步驟進行清洗制絨，以下的溶度表述均為質量百分數實施例I(I)將合格的硅片放NH4OH和H2O2的水溶液中進行預清洗，NH4OH和H2O2的溶度分別為2%和3% ;預清洗的溶液溫度控制在85° 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽電池的清洗制絨方法，包括如下步驟：（1）將硅片進行預清洗，然后用去離子水漂洗，得到預清洗后的硅片；（2）將上述預清洗后的硅片放入堿性溶液中進行去損傷層刻蝕處理，然后用去離子水漂洗；（3）將步驟（2）得到的去損傷層后的硅片用氫氟酸水溶液進行表面氧化層刻蝕腐蝕處理，然后用去離子水漂洗后干燥；（4）將步驟（3）得到硅片進行預清洗，然后用去離子水漂洗；（5）將經過步驟（4）處理后的硅片放入制絨液中進行制絨，制絨后用去離子水漂洗；（6）將步驟（5）得到的制絨后的硅片進行清洗以去除有機物，然后用去離子水漂洗；（7）將步驟（6）清洗后的硅片置于含有HF和HNO3的去離子水溶液中進行表面拋光圓滑絨面處理，處理的溫度5？30°C，處理的時間是1？15分鐘，處理后用去離子水漂洗；其中含有HF和HNO3的去離子水溶液中HF的質量百分數為0.1？2%，HNO3的質量百分數為40？60%，去離子水的質量百分數為38？59.9%；（8）將經過步驟（7）處理后的硅片進行清洗以去除金屬雜質離子，然后用去離子水漂洗；（9）將經過步驟（8）處理后的硅片用氫氟酸水溶液進行表面氧化層刻蝕腐蝕處理，最后干燥即可。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭錚，李媛媛，王巍，楊磊，李正平，沈文忠，
申請(專利權)人：上海中智光纖通訊有限公司，
類型：發明
國別省市：