一种制备太阳能黑硅电池的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种制备太阳能黑硅电池的方法，属于太阳能电池技术领域。
【背景技术】
[0002] 光伏发电是当前利用太阳能的主要方式之一，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便 利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。因此，深入研宄和利用 太阳能资源，对缓解资源危机、改善生态环境具有十分重要的意义。
[0003] 制绒是多晶硅电池的第一道工艺，制绒又称"表面织构化"处理。对于多晶硅来说， 制绒是利用酸对多晶硅表面的各向同性腐蚀，在硅表面形成无数的蠕虫状绒面。其目的是 为了去除硅片表面的机械损伤层，同时在硅片表面制备一个反射率约22%的织构表面，以 增加对光的吸收，提高太阳能电池的短路电流及光电转换效率。
[0004] 黑硅材料是指在晶体硅表面形成一层纳米陷光绒面，其几乎可以吸收所有可见 光，反射率可低至极低。黑硅因为较低的反射率，能极大增加太阳能电池的短路电流和光 电转化效率。将生产黑硅绒面后的硅片依次进行后续电池生产工艺流程(制绒-扩散-刻 蚀-镀膜-丝网印刷）制成黑硅电池。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种制备太阳能黑硅电池的方法，通过金属催化、化学刻蚀 的方法在硅片表面形成一层纳米绒面，可以极大改善光的吸收，从而提高太阳能电池的转 化效率。
[0006] 一种制备太阳能黑硅电池的方法，包括：取制绒后硅片，采用金属催化、化学刻蚀 方法形成纳米绒面；使用修正液修饰绒面，保证绒面良好的均匀性和平整度；使用硝酸去 除多余的纳米银颗粒；使用盐酸加双氧水混合液清洗去除金属离子；使用氢氟酸去除表面 氧化层，使硅片表面呈疏水性；最后利用烘干机烘干硅片。
[0007] -种制备太阳能黑硅电池的方法，具体步骤为： (1) 金属催化、化学刻蚀形成纳米绒面 采用表面干净的湿法制绒后的多晶硅硅片，将硅片放置在硝酸银、氢氟酸、双氧水的 混合溶液中反应，反应温度为20-30°C，反应时间为180-360S，所述硝酸银的质量浓度为 0. 05-1%，氢氟酸的质量浓度为1%-15%，双氧水的质量浓度为0. 1-1. 5%，反应完成后，把硅 片取出用去离子水清洗； (2) 修正液修饰绒面 将上步骤清洗后的硅片放置在氢氧化钾或氢氧化钠溶液中反应，反应温度为25-35°C， 反应时间为50s-180s，氢氧化钾和氢氧化钠的质量浓度都为0. 01-1%，反应完成后，把娃片 取出用去离子水清洗； (3) 硝酸浸泡去除纳米银颗粒 将上步骤清洗后的硅片浸泡在硝酸溶液中，反应温度为常温，反应时间为10-lOOs，硝 酸的质量浓度为10-50%，反应完成后，将硅片取出用去离子水清洗； (4) 盐酸和双氧水混合溶液浸泡去除金属离子 将上步骤清洗后的硅片浸泡在盐酸和双氧水混合溶液中，反应温度为40-70°C，反应 时间为为10-lOOs，其中盐酸的质量浓度为1-20%，双氧水的质量浓度为0. 5-15%，反应完成 后，将硅片取出用去离子水清洗； (5) 氢氟酸去除硅片表面氧化层 将上步骤清洗后的硅片放置在氢氟酸溶液中，反应温度为常温，反应时间为10-lOOs， 氢氟酸的质量浓度为1-10%，反应完成后，将硅片取出用去离子水清洗； (6) 甩干 将上步骤清洗后的硅片使用甩干机甩干，其中甩干机转速为200-300转/min，时间为 300s； 将硅片取出依次进行制绒-扩散-刻蚀-镀膜-丝网印刷的工艺流程制成黑硅电池。
[0008] 本发明的优点在于：通过金属催化、化学刻蚀的方法在硅片表面形成一层纳米绒 面，可以极大改善光的吸收，从而提高太阳能电池的转化效率。该方法成本较低，工艺流程 简单，且可以直接制备大面积的黑硅，具有较高的制备效率。能极大提升太阳能电池的效 益。
【附图说明】
[0009] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0010] 图1为本发明制备太阳能黑硅电池的方法流程示意图。
[0011] 图2为实施例1提供的修饰后硅片表面扫描电镜微观组织图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合具体实施例及附图来详细说明本发明的目的及功效。
[0013] 实施例1 一种制备太阳能黑硅电池的方法，具体步骤为： (1) 金属催化、化学刻蚀形成纳米绒面 采用表面干净的湿法制绒后的多晶硅硅片，将硅片放置在硝酸银、氢氟酸、双氧水的混 合溶液中反应，反应温度为25°c，反应时间为220s，所述硝酸银的质量浓度为0. 15%，氢氟 酸的质量浓度为9%，双氧水的质量浓度为0. 7%，反应完成后，把硅片取出用去离子水清洗； (2) 修正液修饰绒面 将上步骤清洗后的硅片放置在氢氧化钾溶液中反应，反应温度为25 °C，反应时间为 90s，氢氧化钾的质量浓度为0. 02%，反应完成后，把硅片取出用去离子水清洗； (3) 硝酸浸泡去除纳米银颗粒 将上步骤清洗后的硅片浸泡在硝酸溶液中，反应温度为常温，反应时间为100s，硝酸的 质量浓度为30%，反应完成后，将硅片取出用去离子水清洗； (4) 盐酸和双氧水混合溶液浸泡去除金属离子 将上步骤清洗后的硅片浸泡在盐酸和双氧水混合溶液中，反应温度为60°C，反应时间 为为90s，其中盐酸的质量浓度为13%，双氧水的质量浓度为10%，反应完成后，将硅片取出 用去离子水清洗； (5) 氢氟酸去除硅片表面氧化层 将上步骤清洗后的硅片放置在氢氟酸溶液中，反应温度为常温，反应时间为100s，氢氟 酸的质量浓度为5%，反应完成后，将硅片取出用去离子水清洗； (6) 甩干 将上步骤清洗后的硅片使用甩干机甩干，其中甩干机转速为250转/min，时间为300s。
[0014] 将硅片取出依次进行制绒-扩散-刻蚀-镀膜-丝网印刷的工艺流程制成黑硅电 池。
[0015] 实施例2 一种制备太阳能黑硅电池的方法，具体步骤为： (1) 金属催化、化学刻蚀形成纳米绒面 采用表面干净的湿法制绒后的多晶硅硅片，将硅片放置在硝酸银、氢氟酸、双氧水的 混合溶液中反应，反应温度为25°C，反应时间为220s，所述硝酸银的质量浓度为0. 15%，氢 氟酸的质量浓度为10%，双氧水的质量浓度为〇. 6%，反应完成后，把硅片取出用去离子水清 洗； (2) 修正液修饰绒面 将上步骤清洗后的硅片放置在氢氧化钾溶液中反应，反应温度为25 °C，反应时间为 120s，氢氧化钾的质量浓度为0. 2%，反应完成后，把硅片取出用去离子水清洗； (3) 硝酸浸泡去除纳米银颗粒 将上步骤清洗后的硅片浸泡在硝酸溶液中，反应温度为常温，反应时间为IOOs，硝酸的 质量浓度为30%，反应完成后，将硅片取出用去离子水清洗； (4) 盐酸和双氧水混合溶液浸泡去除金属离子 将上步骤清洗后的硅片浸泡在盐酸和双氧水混合溶液中，反应温度为60°C，反应时间 为90s，其中盐酸的质量浓度为13%，双氧水的质量浓度为10%，反应完成后，将硅片取出用 去离子水清洗； (5) 氢氟酸去除硅片表面氧化层 将上步骤清洗后的硅片放置在氢氟酸溶液中，反应温度为常温，反应时间为100s，氢氟 酸的质量浓度为5%，反应完成后，将硅片取出用去离子水清洗； (6) 甩干 将上步骤清洗后的硅片使用甩干机甩干，其中甩干机转速为250转/min，时间为300s。
[0016] 将硅片取出依次进行制绒-扩散-刻蚀-镀膜-丝网印刷的工艺流程制成黑硅电 池。
[0017] 实施例3 一种制备太阳能黑硅电池的方法，具体步骤为： (1)金属催化、化学刻蚀形成纳米绒面 采用表面干净的湿法制绒后的多晶硅硅片，将硅片放置在硝酸银、氢氟酸、双氧水的 混合溶液中反应，反应温度为25°C，反应时间为220s，所述硝酸银的质量浓度为0. 15%，氢 氟酸的质量浓度为10%，双氧水的质量浓度为〇. 6%，反应完成后，把硅片取出用去离子水清 洗； (2) 修正液修饰绒面 将上步骤清洗后的硅片放置在氢氧化钾溶液中反应，反应温度为25 °C，反应时间为 120s，氢氧化钾的质量浓度为0. 5%，反应完成后，把硅片取出用去离子水清洗； (3) 硝酸浸泡去除纳米银颗粒 将上步骤清洗后的硅片浸泡在硝酸溶液中，反应温度为常温，反应时间为IOOs，硝酸的 质量浓度为30%，反应完成后，将硅片取出用去离子水清洗； (4) 盐酸和双氧水混合溶液浸泡去除金属离子 将上步骤清洗后的硅片浸泡在盐酸和双氧水混合溶液中，反应温度为60°C，反应时间 为90s，其中盐酸的质量浓度为13%，双氧水的质量浓度为10%，反应完成后，将硅片取出用 去离子水清洗； (5) 氢氟酸去除硅片表面氧化层 将上步骤清洗后的硅片放置在氢氟酸溶液中，反应温度为常温，反应时间为100s，氢氟 酸的质量浓度为5%，反应完成后，将硅片取出用去离子水清洗； (6) 甩干 将上步骤清洗后的硅片使用甩干机甩干，其中甩干机转速为250转/min，时间为300s。
[0018] 将硅片取出依次进行制绒-扩散-刻蚀-镀膜-丝网印刷的工艺流程制成黑硅电 池。
[0019] 实施例4 一种制备太阳能黑硅电池的方法，具体步骤为： (1) 金属催化、化学刻蚀形成纳米绒面 采用表面干净的湿法制绒后的多晶硅硅片，将硅片放置在硝酸银、氢氟酸、双氧水的 混合溶液中反应，反应温度为20°C，反应时间为180s，所述硝酸银的质量浓度为0. 05%，氢 氟酸的质量浓度为1%%，双氧水的质量浓度为〇. 1%，反应完成后，把硅片取出用去离子水清 洗； (2) 修正液修饰绒面 将上步骤清洗后的硅片放置在氢氧化钠溶液中反应，反应温度为25 °C，反应时间为 50s，氢氧化钠的质量浓度为0. 01%，反应完成后，把硅片取出用去离子水清洗