一种晶硅太阳能电池制绒工艺的制作方法

1.本发明涉及太阳能晶硅电池技术领域，具体涉及一种晶硅太阳能电池制绒工艺。


背景技术：

2.随着社会的发展，能源短缺问题日益严重；光伏能源作为一种清洁环保且持续不断的能源被广泛关注。利用光伏能源最为广泛的途径是通过太阳能电池进行光电转换；太阳能电池的制备过程，首先就是要在电池片的表面形成绒面结构，均匀致密的金字塔绒面结构对于电池片的转换效率有着至关重要的作用，因而晶硅电池片制绒工序是太阳能电池制造工艺中不可缺少的一部分；随着制绒技术的不断改进和升级，小绒面电池对提效有着显著的效果，已经成为行业主流。但如何进一步减小绒面、降低反射已经成为行业急需解决的难题，降本和提效已经成为光伏电池两大不可逃避的话题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对背景技术存在的问题，而提供一种晶硅太阳能电池制绒工艺，达到降低反射率，提高电池片转换效率的目的。
4.本发明是通过如下技术方案实现的：
5.一种晶硅太阳能电池制绒工艺，其特征在于，该工艺依次包括如下具体步骤：
6.s1、原料检测：检测硅片，将表面有缺陷的硅片剔除；
7.s2、预清洗：使用氢氧化钾与双氧水的混合液清洗去除所述硅片表面的杂质；然后再水洗去除硅片表面残留的混合液；
8.s3、一次制绒：使用高浓度的氢氧化钾和制绒添加剂混合液对硅片进行第一次制绒，在所述硅片表面形成金字塔结构；
9.s4、一次水洗：一次制绒后进行水洗，去除硅片表面残留液；
10.s5、抛光：使用氢氧化钾溶液对所述硅片进行抛光，修饰所述金字塔结构，将所述金字塔结构的塔尖去除；
11.s6、二次水洗：抛光后再进行水洗，去除所述硅片表面残留的氢氧化钾溶液；
12.s7、二次制绒：使用低浓度的氢氧化钾和制绒添加剂混合液对硅片进行第二次制绒处理；
13.s8、三次水洗：二次制绒后继续进行水洗，去除硅片表面残留液；
14.s9、碱洗：使用低浓度的氢氧化钾和双氧水混合液清洗去除硅片表面的有机物残留，然后水洗；
15.s10、酸洗：使用氢氟酸和盐酸的混合酸浸泡去除硅片表面的金属离子，然后水洗；
16.s11、慢提拉：使用慢提拉方式对硅片进行预脱水；
17.s12、烘干：使用循环热气将所述硅片烘干，完成制绒工艺。
18.具体的，本发明提供的晶硅太阳能电池制绒工艺，涉及到晶硅太阳能电池技术领域，该工艺通过使用氢氧化钾和双氧水混合溶液浸泡清洗硅片表面杂质；水洗后用高浓度
氢氧化钾和制绒添加剂混合溶液进行第一次制绒；水洗后用氢氧化钾溶液进行一次小抛光，将金字塔塔尖削平；水洗后再用低浓度氢氧化钾和制绒添加剂混合液进行第二次制绒；再次水洗后用氢氧化钾和双氧水混合溶液进行碱清洗；水洗后使用盐酸和氢氟酸混合溶液浸泡去除金属离子；水洗后再用慢提拉进一步脱水，最后烘干完成脱水。
19.本发明提供的一种晶硅太阳能电池制绒工艺，采用在第一次高浓度氢氧化钾和制绒添加剂的溶液制备较大金字塔绒面结构的基础上，再使用氢氧化钾溶液进行一次小抛光去除金字塔塔尖；水洗后再使用低浓度的氢氧化钾和添加剂的混合液进行第二次制绒制备较小的金字塔；本发明的工艺通过两次制绒，达到了降低硅片表面反射率，提升电池片效率的目的。
20.进一步的，一种晶硅太阳能电池制绒工艺：步骤s2、预清洗：使用浓度0.5-1.0wt％的氢氧化钾与浓度2.0-3.0wt％的双氧水的混合液清洗去除所述硅片表面的杂质；然后再用溢流水清洗去除硅片表面残留的混合液；其中：清洗温度为60-75℃，清洗时间为60-150秒。优选的，清洗时间为100-150秒。
21.进一步的，一种晶硅太阳能电池制绒工艺：步骤s3、一次制绒：使用浓度3.0-4.0wt％的氢氧化钾和浓度1.0-2.0wt％的制绒添加剂混合液对硅片进行第一次制绒，在所述硅片表面形成金字塔结构；其中：制绒时的温度为83-86℃，制绒时间为220-300秒。
22.在该步骤s3中制备的金字塔结构的高度约为3-4μm，硅片减重约为0.23-0.3g，制绒后硅片的反射率在10-12％左右。
23.进一步的，一种晶硅太阳能电池制绒工艺：步骤s5、抛光：使用浓度3.0-8.0wt％的氢氧化钾溶液，在60-70℃下对所述硅片进行抛光20-50秒，修饰所述金字塔结构，将所述金字塔结构的塔尖去除。优选的，抛光时间为20-30秒。
24.在该步骤s5中，抛光后硅片减重约为0.05-0.1g，抛光后硅片反射率约为15-18％。
25.进一步的，一种晶硅太阳能电池制绒工艺：步骤s7、二次制绒：使用浓度2.0-3.0wt％的氢氧化钾和浓度1.5-2.5wt％的制绒添加剂混合液对硅片进行第二次制绒处理；二次制绒时的温度为80-83℃，制绒时间为150-200秒。
26.在该步骤s7中，二次制绒后金字塔结构的高度约为1-2μm，硅片减重约为0.1-0.15g，硅片反射率约为8-10％。
27.进一步的，一种晶硅太阳能电池制绒工艺：步骤s9、碱洗：使用浓度0.5-1.0wt％的氢氧化钾和浓度2.0-3.0wt％的双氧水混合液，在60-75℃下清洗60-150秒，去除硅片表面的有机物残留，然后使用溢流水清洗去除硅片表面残留液。优选的，清洗时间为80-120秒。
28.进一步的，一种晶硅太阳能电池制绒工艺：步骤s10、酸洗：使用浓度3.0-5.0wt％的氢氟酸和浓度2.0-4.0wt％的盐酸的混合酸浸泡80-120秒，去除硅片表面的金属离子，然后使用溢流水清洗去除硅片表面残留酸。
29.进一步的，一种晶硅太阳能电池制绒工艺：步骤s12、烘干：使用90-110℃的循环热气流将所述硅片烘干500-700秒，完成制绒工艺。优选的，烘干时间为600-700秒，
30.进一步的，一种晶硅太阳能电池制绒工艺：所述的制绒添加剂为无醇单晶硅制绒添加剂。
31.本发明的有益效果：
32.(1)本发明提供的晶硅太阳能电池制绒工艺，采用在大金字塔绒面上进行一步抛
光，消除塔尖，再在金字塔绒面上进行第二次制备小绒面金字塔，极大的增加了受光面积，提高了电池片的转换效率。
33.(2)本发明的工艺简单，通过优化工艺设计，改进参数配方，降低了化学试剂的耗量，同时使得制绒后的电池片反射率更低，从而提升电池片的转化效率。本发明通过对制绒工艺的优化改进，实现了降本增效的目的。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的技术人员来讲，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附图。
35.图1为实施例1一次制绒后硅片表面的金字塔绒面结构图；
36.图2为实施例1抛光后硅片表面的金字塔绒面结构图；
37.图3为实施例1二次制绒后硅片表面的金字塔绒面结构图。
具体实施方式
38.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的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.实施例1
40.一种晶硅太阳能电池制绒工艺，依次包括如下具体步骤：
41.s1、原料检测：使用光学相机检测硅片表面是否有缺陷，将表面有缺陷的硅片剔除；
42.s2、预清洗：使用浓度0.5wt％的氢氧化钾与浓度2.5wt％的双氧水的混合液，在65℃下清洗80秒，去除所述硅片表面的杂质；然后再用溢流水清洗去除硅片表面残留的混合液；
43.s3、一次制绒：使用浓度3.0wt％的氢氧化钾和浓度2.0wt％的制绒添加剂混合液，在85℃下对硅片进行第一次制绒，时间为250秒，在所述硅片表面形成金字塔结构；一次制绒后硅片表面的金字塔绒面结构如图1所示；
44.s4、一次水洗：一次制绒后使用溢流水进行清洗，去除硅片表面残留液；
45.s5、抛光：使用浓度5.0wt％的氢氧化钾溶液，在60℃下对所述硅片进行抛光30秒，修饰金字塔结构，将金字塔结构的塔尖去除；抛光后硅片表面的金字塔绒面结构如图2所示；
46.s6、二次水洗：抛光后再使用溢流水进行清洗，去除所述硅片表面残留的氢氧化钾溶液；
47.s7、二次制绒：使用浓度2.0wt％的氢氧化钾和浓度1.5wt％的制绒添加剂混合液，在80℃下对硅片进行第二次制绒，时间为180秒；二次制绒后硅片表面的金字塔绒面结构如图3所示；
48.s8、三次水洗：二次制绒后继续使用溢流水进行清洗，去除硅片表面残留液；
49.s9、碱洗：使用浓度0.5wt％的氢氧化钾和浓度2.5wt％的双氧水混合液，在65℃下清洗100秒，去除硅片表面的有机物残留，然后使用溢流水清洗去除硅片表面残留液；
50.s10、酸洗：使用浓度4.5wt％的氢氟酸和浓度3.0wt％的盐酸的混合酸浸泡80秒，去除硅片表面的金属离子，然后使用溢流水清洗去除硅片表面残留酸；
51.s11、慢提拉：将酸洗后的硅片置于慢提拉槽内浸泡，然后使用慢提拉方式缓慢提拉硅片，对硅片进行预脱水；
52.s12、烘干：使用100℃的循环热气流将所述硅片烘干600秒，即完成了制绒工艺。
53.实施例2
54.一种晶硅太阳能电池制绒工艺，依次包括如下具体步骤：
55.s1、原料检测：使用光学相机检测硅片表面是否有缺陷，将表面有缺陷的硅片剔除；
56.s2、预清洗：使用浓度1.5wt％的氢氧化钾与浓度2.0wt％的双氧水的混合液，在60℃下清洗120秒，去除所述硅片表面的杂质；然后再用溢流水清洗去除硅片表面残留的混合液；
57.s3、一次制绒：使用浓度4.0wt％的氢氧化钾和浓度1.5wt％的制绒添加剂混合液，在83℃下对硅片进行第一次制绒，时间为300秒，在所述硅片表面形成金字塔结构；
58.s4、一次水洗：一次制绒后使用溢流水进行清洗，去除硅片表面残留液；
59.s5、抛光：使用浓度3.0wt％的氢氧化钾溶液，在70℃下对所述硅片进行抛光50秒，修饰金字塔结构，将金字塔结构的塔尖去除；
60.s6、二次水洗：抛光后再使用溢流水进行清洗，去除所述硅片表面残留的氢氧化钾溶液；
61.s7、二次制绒：使用浓度3.0wt％的氢氧化钾和浓度2.5wt％的制绒添加剂混合液，在83℃下对硅片进行第二次制绒，时间为150秒；
62.s8、三次水洗：二次制绒后继续使用溢流水进行清洗，去除硅片表面残留液；
63.s9、碱洗：使用浓度1.0wt％的氢氧化钾和浓度2.0wt％的双氧水混合液，在75℃下清洗80秒，去除硅片表面的有机物残留，然后使用溢流水清洗去除硅片表面残留液；
64.s10、酸洗：使用浓度3.0wt％的氢氟酸和浓度2.0wt％的盐酸的混合酸浸泡120秒，去除硅片表面的金属离子，然后使用溢流水清洗去除硅片表面残留酸；
65.s11、慢提拉：将酸洗后的硅片置于慢提拉槽内浸泡，然后使用慢提拉方式缓慢提拉硅片，对硅片进行预脱水；
66.s12、烘干：使用110℃的循环热气流将所述硅片烘干500秒，即完成了制绒工艺。
67.本发明提供的晶硅太阳能电池制绒工艺，在第一次制备的较大金字塔绒面结构的基础上，再使用氢氧化钾溶液进行一次小抛光去除金字塔塔尖；水洗后再使用低浓度的氢氧化钾和添加剂的混合液进行第二次制绒制备较小的金字塔。本发明的工艺通过两次制绒，极大的增加了受光面积，达到了降低硅片表面反射率，提升电池片效率的目的。
68.上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。