本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法。
背景技术：
光伏发电是新能源的重要组成，近年来获得了飞速发展。目前商业化的太阳电池产品中，晶体硅(单晶和多晶)太阳电池的市场份额最大，一直保持接近九成的市场占有率。
目前，在晶体硅太阳电池的生产工艺中，制绒工艺的主要目的是去除硅片表面切割损伤层以及形成陷光绒面结构降低太阳电池的表面反射率，从而提高太阳电池的光电转换效率。其中，基于碱液的单晶硅化学腐蚀和基于酸液的多晶硅化学腐蚀是目前晶硅电池制绒工艺中普遍使用的技术。
本申请人已公开的中国发明专利201510486388.5已公开了晶体硅太阳电池的单面纳米绒面制备方法，即是在单、多晶表面获得不同正背面表面结构的一种技术。其重点在于单面绒面的制备，能够实现在硅片正面获得具有优异陷光性能的绒面，但其工艺步骤相对较多，且未涉及如何降低硅片背面的复合。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法。
为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：
一种晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法，所述方法包括以下步骤：
s1、将硅片两两相叠得到紧密吸附的层叠结构后插入硅片花篮中；
s2、将硅片花篮直接放入制绒液进行制绒工艺，在层叠结构的两面得到绒面；
s3、分离上述层叠结构，得到单面绒面的硅片。
作为本发明的进一步改进，所述硅片为单晶硅片、多晶硅片、或类单晶硅片，硅片的初始表面为原始线切割后表面或去损伤后表面或抛光后表面。
作为本发明的进一步改进，所述硅片为单晶硅片或类单晶硅片时，制绒液为碱性制绒液，形成的绒面为金字塔陷光结构。
作为本发明的进一步改进，所述步骤s2中的制绒工艺包括：
将硅片花篮放入碱性化学腐蚀液中腐蚀层叠结构表面，形成金字塔陷光结构，所述碱性化学腐蚀液为含有naoh或koh的碱性溶液，naoh或koh的质量浓度为0.5％～5％，腐蚀时间为150s～1500s，反应温度为50～100℃。
作为本发明的进一步改进，所述硅片为多晶硅片或类单晶硅片时，制绒液为酸性制绒液，形成的绒面为凹坑绒面结构。
作为本发明的进一步改进，所述步骤s2中的制绒工艺包括：
将硅片花篮放入含有金属离子的溶液中浸泡，使层叠结构表面附着一层金属纳米颗粒，所述金属离子选自金离子、银离子和铜离子中的一种；
用酸性化学腐蚀液腐蚀层叠结构表面，形成凹坑绒面结构，所述酸性化学腐蚀液选自以下混合溶液中的一种：hf与h2o2的混合溶液、hf与hno3的混合溶液、hf与h2cro4的混合溶液；其中，hf的浓度为1～15mol/l，h2o2、hno3或h2cro4的浓度为0.05～0.5mol/l，腐蚀时间为30～3000s，反应温度为5～45℃。
作为本发明的进一步改进，所述步骤s2中的制绒工艺在形成凹坑绒面结构之后还包括：
分别用第一清洗液、第二清洗液、去离子水清洗上述层叠结构，去除金属颗粒；所述第一清洗液为质量百分比为27～69％的硝酸溶液或质量百分比为0.01～10％和0.01％～10％的双氧水和氨水混合溶液，清洗时间为60～1200s，清洗温度为5～85℃；所述第二清洗液为质量百分比为1～10％的氢氟酸溶液，清洗时间为60～600s，清洗温度为5～45℃；
将上述层叠结构放入化学修正腐蚀液中进行微结构修正刻蚀；所述化学修正腐蚀液选自以下溶液中的一种：naoh溶液、koh溶液、四甲基氢氧化铵溶液、hno3与hf的混合溶液；
当选自naoh溶液时，其浓度为0.001～0.1mol/l，反应时间为10～1000s，反应温度为5～85℃；
当选自koh溶液时，其浓度为0.001～0.1mol/l，反应时间为10～1000s，反应温度为5～85℃；
当选自四甲基氢氧化铵溶液时，其浓度为0.001～0.1mol/l，反应时间为10～1000s，反应温度为5～85℃；
当选自hno3与hf的混合溶液时，hf与hno3的浓度分别为0.05～0.5mol/l、1～10mol/l，反应时间为10～1000s，反应温度为5～45℃。
作为本发明的进一步改进，所述步骤s3后还包括：
s4、对未形成绒面的硅片表面进行后处理工艺。
作为本发明的进一步改进，所述步骤s4中的后处理工艺包括抛光工艺和/或刻蚀工艺，以去除未形成绒面的硅片表面因制绒液渗透造成的表面缺陷。
作为本发明的进一步改进，所述刻蚀工艺具体为：
将分离后的硅片具有绒面的一面向上，漂浮于含有hf/hno3的混合酸性溶液中，进行硅片背面和侧面的腐蚀，其中，hf和hno3的质量浓度分别为1％～10％和5％～50％，腐蚀时间为5s～500s，反应温度为5～50℃；
和/或，
将分离后的硅片具有绒面的一面向上，漂浮于含有naoh或koh或四甲基氢氧化铵中任意一种或多种的碱性溶液中，进行硅片背面和侧面的腐蚀，其中，naoh或koh或四甲基氢氧化铵的质量浓度为0.5％～5％，腐蚀时间为5s～500s，反应温度为25～100℃。
作为本发明的进一步改进，所述步骤s4后中后处理工艺还包括：
清洗硅片并进行干燥处理。
本发明的有益效果是：
能够减少一半的化学品消耗，大幅减低了生产成本；同一花篮增加一倍的装片量，生产效率能提高一倍；
制备方法工艺简单，仅在外表面形成所需要的绒面，硅片与硅片相叠后能保护各自背面免受复杂的制绒工艺，经简单抛光处理的背面结构与现有工业化生产工艺(如perc工艺)兼容性较好；
在工艺步骤相当的情况下，能够提高制绒后硅片表面的少子寿命，降低硅片背面的粗糙度，大幅度减少硅片背面的复合，从而提高了光电转换效率。
附图说明
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中记载的一些实施例，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。
图1为本发明中晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法的具体流程图；
图2为本发明中硅片花篮的结构示意图；
图3为本发明中单晶硅片层叠结构形成金字塔陷光结构的示意图；
图4为本发明中多晶硅片层叠结构形成凹坑绒面结构的示意图；
图5为本发明中晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法的另一具体流程图；
图6a、6b分别为实施例1中多晶硅片正面和背面的形貌图；
图7a、7b分别为实施例5中单晶硅片正面和背面的形貌图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
参图1所示，本发明公开了一种晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法，包括以下步骤：
s1、将硅片两两相叠得到紧密吸附的层叠结构后插入硅片花篮中。
硅片花篮20的结构示意图参图2所示，其与现有的硅片花篮完全相同，硅片花篮的两侧壁上对应设置有若干插槽21，优选地，本发明中硅片花篮的包含25个对应设置的插槽，每个对应的插槽中可插入两片相叠的硅片，总共可以插入50片硅片。当然，插槽的数量可以根据需要进行变化，如可设置50个插槽，对应地可以插入100片硅片，也可设置100个插槽，对应地可以插入200片硅片。
s2、将硅片花篮直接放入制绒液进行制绒工艺，在层叠结构的两面得到绒面。
其中，本发明中所提的硅片包括各种硅片，如直接硅片、单晶硅片(直拉单晶硅片)、多晶硅片、类单晶硅片(铸造单晶硅片)及其他未提及的晶体硅片，其初始表面可以是原始线切割后表面或去损伤后表面或抛光后表面。
当硅片为单晶硅片类单晶硅片时，制绒液为碱性制绒液，可以形成的绒面为金字塔陷光结构，其截面结构如图3所示，该绒面为碱制绒形成的常规绒面；当硅片为多晶硅片类单晶硅片时，制绒液为酸性制绒液，形成的绒面为凹坑绒面结构，该绒面为酸制绒形成的纳米或微米绒面，其截面结构如图4所示。
s3、分离上述层叠结构，得到单面绒面的硅片。
具体地，碱制绒形成常规绒面的制绒工艺具体为：
将硅片花篮放入碱性化学腐蚀液中腐蚀层叠结构表面，形成金字塔陷光结构，碱性化学腐蚀液为含有naoh或koh的碱性溶液，naoh或koh的质量浓度为0.5％～5％，腐蚀时间为150s～1500s，反应温度为50～100℃。
酸制绒形成纳米或微米绒面的制绒工艺具体为：
将硅片花篮放入含有金属离子的溶液中浸泡，使层叠结构表面附着一层金属纳米颗粒，金属离子选自金离子、银离子和铜离子中的一种；
用酸性化学腐蚀液腐蚀层叠结构表面，形成凹坑绒面结构，酸性化学腐蚀液选自以下混合溶液中的一种：hf与h2o2的混合溶液、hf与hno3的混合溶液、hf与h2cro4的混合溶液；其中，hf的浓度为1～15mol/l，h2o2、hno3或h2cro4的浓度为0.05～0.5mol/l，腐蚀时间为30～3000s，反应温度为5～45℃。
进一步地，在形成凹坑绒面结构之后还包括：
分别用第一清洗液、第二清洗液、去离子水清洗上述层叠结构，去除金属颗粒；第一清洗液为质量百分比为27～69％的硝酸溶液，清洗时间为60～1200s，清洗温度为5～85℃；第二清洗液为质量百分比为1～10％的氢氟酸溶液，清洗时间为60～600s，清洗温度为5～45℃；
将上述层叠结构放入化学修正腐蚀液中进行微结构修正刻蚀；化学修正腐蚀液选自以下溶液中的一种：naoh溶液、koh溶液、四甲基氢氧化铵溶液、hno3与hf的混合溶液；
当选自naoh溶液时，其浓度为0.001～0.1mol/l，反应时间为10～1000s，反应温度为5～85℃；
当选自koh溶液时，其浓度为0.001～0.1mol/l，反应时间为10～1000s，反应温度为5～85℃；
当选自四甲基氢氧化铵溶液时，其浓度为0.001～0.1mol/l，反应时间为10～1000s，反应温度为5～85℃；
当选自hno3与hf的混合溶液时，hf与hno3的浓度分别为0.05～0.5mol/l、1～10mol/l，反应时间为10～1000s，反应温度为5～45℃。
本发明中无需通过去离子水在硅片层叠结构之间形成水膜，直接通过硅片表面的吸附力即可形成紧密吸附的层叠结构，工艺步骤更为简单，降低了工业中的生产成本。
优选地，参图5所示，本发明的制备方法在步骤s3后还可包括：
s4、对未形成绒面的硅片表面进行后处理工艺。
该步骤s4中对未形成绒面的硅片表面进行后处理工艺，该后处理工艺可以包括但不限于抛光工艺及刻蚀工艺，以去除未形成绒面的硅片表面因少量制绒液渗透造成的表面缺陷。
具体讲，在步骤s2中，不管是对单晶硅片进行碱制绒或者对多晶硅片进行酸制绒，少量制绒液均会渗透至两个硅片之间，尤其是硅片的侧面、以及硅片背面(定义硅片正面为具有绒面结构的一面，另一面为背面)外围，由于渗透的制绒液影响，会造成硅片侧面和背面具有一定的表面缺陷，进而该硅片表面形成的缺陷会影响其光电性能。
因此，本发明中在制绒后进行后处理工艺，采用抛光或者刻蚀的方式修复硅片侧面及背面的表面形貌，以提高硅片的光电性能。
具体地，抛光工艺与现有技术中的机械抛光效果基本相同，而刻蚀工艺包括两种：
一种是酸溶液刻蚀，将分离后的硅片具有绒面的一面向上，漂浮于含有hf/hno3的混合酸性溶液中，进行硅片背面和侧面的腐蚀，其中，hf和hno3的质量浓度分别为1％～10％和5％～50％，腐蚀时间为5s～500s，反应温度为5～50℃；
另一种是碱溶液刻蚀，将分离后的硅片具有绒面的一面向上，漂浮于含有naoh或koh或四甲基氢氧化铵中任意一种或多种的碱性溶液中，进行硅片背面和侧面的腐蚀，其中，naoh或koh或四甲基氢氧化铵的质量浓度为0.5％～5％，腐蚀时间为5s～500s，反应温度为25～100℃。
另外，在进行抛光工艺或刻蚀工艺后，还可以清洗硅片并进行干燥处理。
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法，包括如下步骤：
1、将大小为156.75mm×156.75mm，厚度180±10μm的p型多晶硅片，双面化学腐蚀或抛光，将50片上述抛光后硅片两两相叠得到紧密吸附的层叠结构后插入25片规格的制绒专用硅片花篮；
2、将硅片花篮直接放入酸性制绒液进行制绒工艺，其主要步骤包括：
1)、将硅片花篮投入到含0.0005mol/lagno3的hf溶液中，hf浓度为0.1mol/l，于室温条件下进行ag附着反应30s；
2)、将上步完成后的硅片层叠结构放入hf与h2o2的混合溶液中，其浓度分别为3mol/l、0.1mol/l，于室温条件下反应300s；
3)、将上步完成后的硅片层叠结构放入质量百分比为69％硝酸溶液中清洗300s，清洗温度为20℃；
4)、将上步完成后的硅片层叠结构放入质量百分比为5％氢氟溶液中清洗200s，清洗温度为20℃；
5)、将上步完成后的硅片层叠结构放入0.05mol/l的koh溶液中，于20℃条件下反应300s；
3、分离上述层叠结构，得到单面纳米凹坑绒面的硅片；
4、并将上述硅片清洗干净并干燥处理。
实施例2：
一种晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法，包括如下步骤：
1、将大小为156.75mm×156.75mm，厚度180±10μm的p型单晶晶硅片，双面化学腐蚀或抛光，将50片上述抛光后硅片两两相叠得到紧密吸附的层叠结构后插入25片规格的制绒专用硅片花篮；
2、将硅片花篮直接放入碱性制绒液进行制绒工艺，其主要步骤包括：
将硅片花篮直接放入制绒液进行制绒工艺，其主要步骤包括：投入到含有单晶制绒添加剂的浓度为2％的koh溶液中，于80℃条件下反应500s；
3、分离上述层叠结构，得到单面金字塔陷光结构绒面的硅片；
4、并将上述硅片清洗干净并干燥处理。
实施例3：
一种晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法，包括如下步骤：
1、硅片为大小156.75mm×156.75mm，厚度180±10μm的p型多晶硅片，将50片上述硅片两两相叠得到紧密吸附的层叠结构后插入25片规格的制绒专用硅片花篮；
2、将硅片花篮直接放入酸性制绒液进行制绒工艺，其主要步骤包括：
1)、将硅片花篮投入到含0.0005mol/lagno3的hf溶液中，hf浓度为0.1mol/l，于室温条件下进行ag附着反应30s；
2)、将上步完成后的硅片层叠结构放入hf与h2o2的混合溶液中，其浓度分别为3mol/l、0.1mol/l，于室温条件下反应300s；
3)、将上步完成后的硅片层叠结构放入质量百分比为69％硝酸溶液中清洗300s，清洗温度为20℃；
4)、将上步完成后的硅片层叠结构放入质量百分比为5％氢氟溶液中清洗200s，清洗温度为20℃；
5)、将上步完成后的硅片层叠结构放入0.05mol/l的koh溶液中，于20℃条件下反应300s；
3、分离上述层叠结构，得到单面纳米凹坑绒面的硅片；
4、对未形成绒面的硅片表面(背面和侧面)进行刻蚀工艺，刻蚀工艺具体为：
将分离后的硅片具有绒面的一面向上，漂浮通过含有koh的混合酸性溶液，确保仅背面和侧面被腐蚀。其中，koh的质量浓度为2％，腐蚀时间为50s，反应温度为80℃；
5、并将上述硅片清洗干净并干燥处理。
实施例4：
一种晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法，包括如下步骤：
1.硅片为大小156.75mm×156.75mm，厚度180±10μm的p型多晶硅片，将50片上述硅片两两相叠得到紧密吸附的层叠结构后插入25片规格的制绒专用硅片花篮；
2、将硅片花篮直接放入酸性制绒液进行制绒工艺，其主要步骤包括：
1)、将硅片花篮投入到含0.0005mol/lagno3的hf溶液中，hf浓度为0.1mol/l，于室温条件下进行ag附着反应30s；
2)、将上步完成后的硅片层叠结构放入hf与h2o2的混合溶液中，其浓度分别为3mol/l、0.1mol/l，于室温条件下反应300s；
3)、将上步完成后的硅片层叠结构放入质量百分比为69％硝酸溶液中清洗300s，清洗温度为20℃；
4)、将上步完成后的硅片层叠结构放入质量百分比为5％氢氟溶液中清洗200s，清洗温度为20℃；
5)、将上步完成后的硅片层叠结构放入0.05mol/l的koh溶液中，于20℃条件下反应300s；
3、分离上述层叠结构，得到单面纳米凹坑绒面的硅片；
4、对未形成绒面的硅片表面(背面和侧面)进行刻蚀工艺，刻蚀工艺具体为：
将分离后的硅片具有绒面的一面向上，漂浮通过含有hf和hno3的混合酸性溶液，确保仅背面和侧面被腐蚀。其中，hf和hno3的质量浓度分别为5％和40％，腐蚀时间为50s，反应温度为8℃；
5、并将上述硅片清洗干净并干燥处理。
实施例5：
一种晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法，包括如下步骤：
1、硅片为大小156.75mm×156.75mm，厚度180±10μm的p型单晶硅片，将50片上述硅片两两相叠得到紧密吸附的层叠结构后插入25片规格的制绒专用硅片花篮；
2、将硅片花篮直接放入碱性制绒液进行制绒工艺，其主要步骤包括：
将硅片花篮投入到含有单晶制绒添加剂的浓度为2％的koh溶液中，于80℃条件下反应500s；
3、分离上述层叠结构，得到单面金字塔陷光结构绒面的硅片；
4、对未形成绒面的硅片表面(背面和侧面)进行刻蚀工艺，刻蚀工艺具体为：
将分离后的硅片具有绒面的一面向上，漂浮通过含有koh的混合酸性溶液，确保仅背面和侧面被腐蚀。其中，koh的质量浓度为2％，腐蚀时间为50s，反应温度为80℃；
5、并将上述硅片清洗干净并干燥处理。
实施例6：
一种晶体硅太阳电池的单面绒面制备方法，包括如下步骤：
1、硅片为大小156.75mm×156.75mm，厚度180±10μm的p型单晶硅片，将50片上述硅片两两相叠得到紧密吸附的层叠结构后插入25片规格的制绒专用硅片花篮；
2、将硅片花篮直接放入碱性制绒液进行制绒工艺，其主要步骤包括：
将硅片花篮投入到含有单晶制绒添加剂的浓度为2％的koh溶液中，于80℃条件下反应500s；
3、分离上述层叠结构，得到单面金字塔陷光结构绒面的硅片；
4、对未形成绒面的硅片表面(背面和侧面)进行刻蚀工艺，刻蚀工艺具体为：
将分离后的硅片具有绒面的一面向上，漂浮通过含有hf和hno3的混合酸性溶液，确保仅背面和侧面被腐蚀。其中，hf和hno3的质量浓度分别为8和40％，腐蚀时间为100s，反应温度为8℃；
5、并将上述硅片清洗干净并干燥处理。
上述各实施例中，均是直接采用两个硅片之间的表面吸附力形成硅片层叠结构，无需通过现有技术中的去离子水形成水膜，减少了工业中的工艺步骤，大大降低了工业中的生产成本。
其中，实施例1、2均为未包括后处理工艺的单面绒面制备方法，实施例3～6均为包括后处理工艺的单面绒面制备方法，其中，实施例1、3、4均为在多晶硅片一面形成纳米凹坑绒面，实施例2、5、6均为在单晶硅片一面形成金字塔陷光结构绒面。其中，图6a、6b分别为实施例1中多晶硅片正面和背面的形貌图，实施例2中硅片正面和背面的形貌图与图6a、6b类似；图7a、7b分别为实施例5中单晶硅片正面和背面的形貌图，实施例3、4、6中硅片正面和背面的形貌图与图7a、7b类似。
经过测试，实施例3、4与实施例1相比，多晶硅片表面的少子寿命提高50％左右，实施例5、6与实施例2相比，单晶硅片表面的少子寿命提高50％左右。可以发现，经过后处理工艺，在工艺步骤相当的情况下，本发明能够有效降低硅片背面的粗糙度，大幅度减少硅片背面的复合，从而提高了光电转换效率。
应当理解的是，上述实施例中后处理工艺均以刻蚀工艺为例进行说明，当然，在其他实施方式中也可以采用机械抛光方式代替刻蚀工艺修正硅片的背面及侧面，同样可以达到修正硅片背面和侧面表面形貌的目的，此处不再一一举例进行说明。
由以上技术方案可以看出，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
能够减少一半的化学品消耗，大幅减低了生产成本；同一花篮增加一倍的装片量，生产效率能提高一倍；
制备方法工艺简单，在外表面形成所需要的绒面，硅片与硅片相叠后能保护各自背面免受复杂的制绒工艺，经简单抛光处理的背面结构与现有工业化生产工艺(如perc工艺)兼容性较好；
在工艺步骤相当的情况下，能够提高制绒后硅片表面的少子寿命，降低硅片背面的粗糙度，大幅度减少硅片背面的复合，从而提高了光电转换效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。