一种制作单晶硅绒面的方法及腐蚀液技术

技术编号:6659542 阅读:236 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种用于制作单晶硅绒面的腐蚀液,以质量浓度计,包括:0.1%~0.5%的NaOH和/或KOH、5~8%的异丙醇和/或乙醇、0.3%~0.5%的乳酸钠、1%~2%的尿素和余量水。本发明专利技术通过选用乳酸钠和尿素作为添加剂,与碱溶液和醇溶液配合制成腐蚀液。实验结果表明,与现有技术相比,采用本发明专利技术提供的腐蚀液制备的单晶硅绒面对太阳光的反射率可以降低到6%~8%,本发明专利技术制备的单晶硅绒面具有更高的短路电流和更高的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制备太阳能电池的单晶硅
,具体涉及一种制作单晶硅绒面的方法以及腐蚀液。
技术介绍
太阳能光伏电池,简称为光伏电池,用于把太阳的光能直接转化为电能。与常规能源相比,光伏电池是一种可再生清洁能源,有利于环境保护,并且可以节省造价很贵的输电线路,因此光伏电池具有广阔的应用前景。单晶硅片或多晶硅片是制备光伏电池的主要部件,当太阳光照射在单晶硅片或多晶硅片上时,光能可以转变为电能。太阳光照射在硅片表面一般有40%以上的反射光,为了提高光电转换效率,需要增加硅片对太阳光的吸收效果,使反射率降至最小。目前,为了降低太阳光在硅片表面的反射率,需要对硅片进行表面处理以在硅片表面形成细小而均匀的绒面结构,绒面结构可以吸收更多的太阳光,降低光的反射率,从而提高短路电流,最终达到提高光电转换效率的效果。 目前,单晶硅绒面制备方法有化学腐蚀法1等离子刻蚀法和机械刻槽法等。与其他两种方法相比,化学腐蚀法具有价格低廉和适用于产业化的优点,因此在目前被广泛用于制备单晶硅绒面。化学腐蚀法制备单晶硅绒面的基本原理是,选用特定组成的腐蚀液对单晶硅进行腐蚀处理,由于单晶硅的(100)晶面与其它晶面如(111)晶面或(110)晶面相比,具有更快的腐蚀速度,因此会在单晶硅的表面形成类似金字塔的绒面结构。现有技术中,已经公开了多种用于制备单晶硅绒面结构的腐蚀液。目前,常用的腐蚀液一般为Na。H1异丙醇和硅酸钠的混合溶液,其中的Na。H作为氧化剂,异丙醇可以去除产生的氢气气泡,硅酸钠作为添加剂使用。实验结果表明,采用硅酸钠作为添加剂的腐蚀液制备的单晶硅绒面对于降低太阳光的反射率1提高短路电流和提高光电转换效率的效果均不理想,因此该类腐蚀液目前的使用受到一定的限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在于提供一种用于制备单晶硅绒面的腐蚀液,使用该腐蚀液制备的单晶硅绒面可以降低对于太阳光的反射率,可以提高短路电流,提高光电转换效率。 为了解决以上技术问题,本专利技术提供一种用于制备单晶硅绒面的腐蚀液,以质量浓度计,包括Na。H矛口/或K。Ho.1%一o.5%;异丙醇和/或乙醇5%一8%; 乳酸钠o.3%一o.5%; 尿素1%一2%; 余量水。 优选的,所述腐蚀液包括o.15%一o.45%的Na。H。优选的,所述腐蚀液包括0. 55% 7. 5%的异丙醇。优选的,所述腐蚀液包括0. 35% 0. 5%的乳酸钠。优选的,所述腐蚀液包括 1. 5%的尿素。本专利技术还提供一种制作单晶硅绒面的方法,包括将单晶硅在以上任一技术方案所述的腐蚀液中进行腐蚀,腐蚀温度为65°C 83°C,腐蚀时间为12分钟 35分钟。优选的,所述腐蚀温度为66°C 80°C。优选的,所述腐蚀时间为15分钟 25分钟。优选的,在将所述单晶硅在腐蚀液中进行腐蚀之前还包括将单晶硅在碱溶液中进行粗抛光处理,所述碱溶液以质量浓度计包括5% 15% 的NaOH和/或KOH。优选的,所述粗抛光处理的时间为0. 5分钟 1. 5分钟,所述粗抛光处理的温度为 60 70 。本专利技术通过选用乳酸钠和尿素作为添加剂,与碱溶液和醇溶液配合制成腐蚀液。 实验结果表,与现有技术相比,采用本专利技术提供的腐蚀液制备的单晶硅绒面对太阳光的反射率可以降低到6% 8%,本专利技术制备的单晶硅绒面具有更高的短路电流和更高的光电转换效率。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的单晶硅绒面的SEM照片;图2为本专利技术比较例1制备的单晶硅绒面的SEM照片。具体实施例方式为了进一步了解本专利技术,下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点,而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术提供一种用于制作单晶硅绒面的腐蚀液,以质量浓度计,包括NaOH 禾口 / 或 KOH0.1% 0.5%;异丙醇和/或乙醇 5% 8%;乳酸钠0.3% 0.5%;尿素 2%;余量水。本专利技术提供的腐蚀液中,以质量浓度计,包括0. 1 % 0. 5 %的NaOH和/或Κ0Η, 优选的,NaOH和/或KOH的质量浓度为0. 15% 0. 45%,更优选为0. 2% 4%,更优选为 0. 25% 0. 35%。本专利技术提供的腐蚀液中,以质量浓度计,还包括5% 8%的异丙醇和/ 或乙醇,优选的,异丙醇和/或乙醇的质量浓度为5. 5% 7. 5%,更优选为6% 7%。NaOH和/或KOH在单晶硅表面制作绒面时在单晶硅表面产生氢气,氢气气泡容易附着在硅表面,从而会阻碍被气泡遮挡的部分与NaOH和/或KOH反应,从而造成反应的不均勻。由于异丙醇和/或乙醇具有很好的降低表面张力的作用,还可以消除反应中产生的氢气气泡,从而有利于制备均一稳定的绒面。按照本专利技术,所述腐蚀液中以质量浓度计还包括0.3% 0.5%的乳酸钠,优选的,所述乳酸钠的质量浓度优选为0. 35% 0. 45%,更优选为0. 35% 0. 4%。本专利技术提供的腐蚀液中,以质量浓度计还包括 2%的尿素,优选的,尿素的质量浓度1. 1.9%,更优选为1.2% 1.8%,更优选为1.3% 1.5%。本专利技术中加入的乳酸钠和尿素可以提高腐蚀液的稳定性,降低腐蚀液的表面张力,从而有利于制备质量更加稳定的绒面本专利技术提供的一种制作单晶硅绒面的方法的具体实施方式包括将单晶硅在以上技术方案所述的腐蚀液中进行腐蚀,腐蚀温度为65°C 83°C,腐蚀时间为12分钟 35分钟。按照本专利技术,利用上述腐蚀液对单晶硅表面进行腐蚀时,腐蚀温度优选为68°C 81°C,更优选为70°C 78°C。温度过低时,反应不能充分的进行,从而影响绒面的表面质量。如果温度过高,其中的有效成分容易挥发,腐蚀液的稳定性较差。本专利技术优选的腐蚀时间为15分钟 30分钟,更优选为18分钟 25分钟,更优选为20分钟 M分钟。腐蚀时间过短时,腐蚀效果较差;如果腐蚀时间过长,则可能会将其它的晶面腐蚀掉,从而影响绒面的表面质量。按照本专利技术,在将单晶硅利用上述腐蚀液进行腐蚀前,还包括对单晶硅进行粗抛光处理的步骤,粗抛光处理的目的是去除机械损伤层。所述粗抛光处理的步骤优选为利用浓度为5% 15%的NaOH和/或KOH作为抛光液对单晶硅进行粗抛光处理,优选的,所述抛光液包括7 % 12 %的NaOH和/或Κ0Η,更优选为8 % 11 %的NaOH和/或Κ0Η,更优选为10%。按照本专利技术,进行粗抛光处理的温度优选为60°C 85°C,更优选为62°C 82°C, 更优选为65°C 80°C,更优选为68°C 75°C。按照本专利技术,进行粗抛光处理的时间优选为 0. 5 10分钟,更优选为1分钟 8分钟,更优选为1分钟 5分钟,更优选为1分钟 1. 5 分钟。对单晶硅进行粗抛光处理去除机械损伤层后,用清洗的方式去除单晶硅表面的残留物,清洗液可以为纯净水、丙酮、乙醇中的一种或多种。去除表面的残留物后,将单晶硅放在腐蚀液中进行腐蚀处理,制备绒面。制备绒面后,用清洗液去除单晶硅绒面上的残留物, 清洗液可以为纯净水、丙酮、乙醇中的一种或多种。清洗掉单晶硅绒面上的残留物后,在将单晶硅片进行甩干处理。以下以具体实施例说明本专利技术的效果,但是本专利技术的保护范围不受实施例的限制。以下实施例中,硅片为P型单晶硅片,电阻率为5 Ω · c本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于制作单晶硅绒面的腐蚀液,以质量浓度计,包括:NaOH和/或KOH     0.1%~0.5%;异丙醇和/或乙醇  5%~8%;乳酸钠           0.3%~0.5%;尿素             1%~2%;余量水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李建飞汪琴霞黄镇郭建东樊选东
申请(专利权)人:江阴浚鑫科技有限公司
类型:发明
国别省市:32

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