一种网格化的多晶硅微纳加工装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种网格化的多晶硅微纳加工装置及方法。目前制备多晶硅太阳电池的减反射层效果欠佳。本发明专利技术中超声波发生器控制器的输出端通过换能器与变幅杆的尾部螺纹连接，变幅杆的头部与平面超声工具头的尾部螺纹连接；每个平面超声工具头的头部均伸入反应观察室内；反应观察室与每个平面超声工具头相对的内侧壁处分别固定设置有一块声波反射板；反应容器设置在反应观察室内。本发明专利技术的多晶硅微纳加工方法步骤为：将混合酸液注入反应容器，驱动平面超声工具头形成超声驻波，将多晶硅材料放入反应容器中进行制备，制备完后置于去离子溶液中清洗，封装。本发明专利技术可提高多晶硅表面减反效果，从而提高多晶硅光伏电池光电转化效率。

【技术实现步骤摘要】
—种网格化的多晶硅微纳加工装置及方法
本专利技术属于太阳能新能源领域，涉及多晶硅光伏电池板加工生产，具体涉及。
技术介绍
新能源成为21世纪研究的重要领域之一，太阳能的应用与普及受到了人们的高度重视。太阳的能量非常丰富，每秒钟照射到地球上的能量相当于500万吨标准煤，如果换算成电能则大约为3.8 X IO19MW,太阳能不含有害物质，不排放二氧化碳，极富发展前景，是人类解决当前能源危机的一种有效途径。直到20世纪90年代，太阳能光伏材料还主要以单晶硅为主。20世纪80年代多晶硅以相对低成本、高效率的优势应用增长迅速，不断挤占单晶硅的市场，从80年代末期仅占光伏材料的10%左右发展到21世纪初的50%以上，成为最主要的太阳能电池材料。多晶硅太阳电池是目前较为成熟的、成本相对较低的太阳电池技术，由于多晶硅晶粒取向的多样性，不能用传统的单晶硅绒面制备技术，如何廉价可靠地制备多晶硅太阳电池的减反射层是多晶硅太阳电池产业化的关键技术之一。目前生产多晶硅表面的制作技术主要有以下几种: 1、激光刻槽:用激光刻槽的方法可在多晶娃表面制作倒金字塔结构，在500?900nm光谱范围内，反射率为4?6%，与表面制作双层减反射膜相当。而在(100)面单晶硅化学制作绒面的反射率为11%。用激光制作绒面比在光滑面镀双层减反射膜层(ZnS/MgF2)电池的短路电流要提高4%左右，这主要是长波光(波长大于800nm)斜射进入电池的原因。激光制作绒面存在的问题是，在刻蚀中表面造成损伤同时引入一些杂质，要通过化学处理去除表面损伤层。该方法所做的太阳电池通常短路电流较高，但开路电压不太高，主要原因是电池表面积增加，引起复合电流提闻。2、化学刻槽:应用掩膜(Si3N4或SiO2)各向同性腐蚀，腐蚀液可为酸性腐蚀液，也可为浓度较高的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，该方法无法形成各向异性腐蚀所形成的那种尖锥状结构。据报道，该方法所形成的绒面对700?1030微米光谱范围有明显的减反射作用。但掩膜层一般要在较高的温度下形成，引起多晶硅材料性能下降，特别对质量较低的多晶材料，少子寿命缩短。应用该工艺在225cm2的多晶硅上所作电池的转换效率达到16.4%。掩膜层也可用丝网印刷的方法形成。3、反应离子腐蚀(RIE):该方法为一种无掩膜腐蚀工艺，所形成的绒面反射率特别低，在450?1000微米光谱范围的反射率可小于2%。仅从光学的角度来看，是一种理想的方法，但存在的问题是硅表面损伤严重，电池的开路电压和填充因子出现下降，工艺复杂。4、制作减反射膜层:对于高效太阳电池，最常用和最有效的方法是蒸镀ZnS/MgF2双层减反射膜，其最佳厚度取决于下面氧化层的厚度和电池表面的特征，例如，表面是光滑面还是绒面，减反射工艺也有蒸镀Ta2O5, PECVD沉积Si3N3等。ZnO导电膜也可作为减反材料。但此种技术工艺复杂，当应用于工业化生产时，成本很高，不利于广泛推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种网格化的多晶硅微纳加工方法，该方法利用超声和酸腐蚀液的共同作用对多晶硅表面进行加工，优化多晶硅表面微结构，提闻多晶娃表面减反效果，从而提闻多晶娃光伏电池光电转化效率。本专利技术的另一个目的是提供该方法所使用的装置。本专利技术的多晶硅微纳加工装置包括控制装置、平面超生发生装置和反应装置。所述的控制装置包括多个超声波发生器控制器和摄像机，每个超声波发生器控制器的输入端及摄像机均与电脑连接。摄像机的摄像头朝向反应装置。所述的平面超生发生装置包括换能器、变幅杆、平面超声工具头；每个超声波发生器控制器的输出端与一个换能器的尾部连接，每个换能器的头部与一个变幅杆的尾部螺纹连接，每个变幅杆的头部与一个平面超声工具头的尾部螺纹连接。所述的反应装置包括反应观察室、声波反射板和反应容器；所述的反应观察室为透明的密闭容器，每个平面超声工具头的头部均伸入反应观察室内；反应观察室与每个平面超声工具头相对的内侧壁处分别固定设置有一块声波反射板。所述的反应容器设置在反应观察室内，且设置在平面超声工具头与声波反射板之间。所述声波反射板与平面超声工具头的距离为,其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网格化的多晶硅微纳加工装置，包括控制装置、平面超生发生装置和反应装置，其特征在于：所述的控制装置包括多个超声波发生器控制器和摄像机，每个超声波发生器控制器的输入端及摄像机均与电脑连接；摄像机的摄像头朝向反应装置；所述的平面超生发生装置包括换能器、变幅杆、平面超声工具头；每个超声波发生器控制器的输出端与一个换能器的尾部连接，每个换能器的头部与一个变幅杆的尾部螺纹连接，每个变幅杆的头部与一个平面超声工具头的尾部螺纹连接；所述的反应装置包括反应观察室、声波反射板和反应容器；所述的反应观察室为透明的密闭容器，每个平面超声工具头的头部均伸入反应观察室内；反应观察室与每个平面超声工具头相对的内侧壁处分别固定设置有一块声波反射板；所述的反应容器设置在反应观察室内，且设置在平面超声工具头与声波反射板之间；所述声波反射板与平面超声工具头的距离为???????????????????????????????????????????????，其中，n为平面超声工具头的个数，取值为2～4，为超声在液体中的波长；，其中，为超声在液体中的速度，为使用的超声频率，取值范围为40KHz～1MHz，超声功率为500～1000W。2013105582112100001dest_path_image002.jpg,2013105582112100001dest_path_image004.jpg,2013105582112100001dest_path_image006.jpg,dest_path_image008.jpg,dest_path_image010.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种网格化的多晶硅微纳加工装置，包括控制装置、平面超生发生装置和反应装置，其特征在于: 所述的控制装置包括多个超声波发生器控制器和摄像机，每个超声波发生器控制器的输入端及摄像机均与电脑连接；摄像机的摄像头朝向反应装置； 所述的平面超生发生装置包括换能器、变幅杆、平面超声工具头；每个超声波发生器控制器的输出端与一个换能器的尾部连接，每个换能器的头部与一个变幅杆的尾部螺纹连接，每个变幅杆的头部与一个平面超声工具头的尾部螺纹连接； 所述的反应装置包括反应观察室、声波反射板和反应容器；所述的反应观察室为透明的密闭容器，每个平面超声工具头的头部均伸入反应观察室内；反应观察室与每个平面超声工具头相对的内侧壁处分别固定设置有一块声波反射板；所述的反应容器设置在反应观察室内，且设置在平面超声工具头与声波反射板之间； 所述声波反射板与平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立群，蔡耀中，巢炎，杨贤龙，王亚星，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：