一种晶硅太阳能电池片表面多孔陷光结构的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种陷光结构制备方法，尤其是涉及一种晶硅太阳能电池片表面多孔陷光结构的制备方法。
【背景技术】
[0002]太阳能作为一种洁净、无污染、取之不尽、用之不竭的新能源被人们广泛关注，尤其是在现今的能源危机和环境污染日益严重的情况下，如何更有效的开发利用太阳能这一新能源成为了现在研究的热点。
[0003]太阳能电池作为现如今能够有效利用太阳能的光伏器件，被人们广泛研究。在众多类型的太阳能电池中，晶硅太阳能电池作为技术最成熟的光伏器件占据了目前光伏市场的90%以上。但是晶硅太阳能电池的光电转换效率不是很高，工业化生产的成品电池效率只有16%?17%。因此如何提高晶硅电池的光电转换效率也是当前的难题。
[0004]提高晶硅太阳能电池光电转换效率的一个有效途径就是增强晶硅太阳能电池对太阳光的捕获能力，为此，陷光结构被应用到了晶硅太阳能电池片中。
[0005]传统的陷光结构有单晶硅片上的“金字塔”结构和多晶硅片上的“蠕虫”结构，这些陷光结构都有效的提升了硅片对太阳光的捕获能力。多孔陷光结构(多孔硅)是在传统的陷光结构的基础上进一步制备的一种陷光结构，可以在传统陷光结构的基础上进一步加强硅片对光的捕获能力，而且多孔结构能够增加硅片对短波长的太阳光的吸收，从而可以拓宽光谱吸收范围，从而提高光电转换效率。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺简单、生产成本低、可大规模制备、适合于工业化生产的晶硅太阳能电池片表面多孔陷光结构的制备方法。
[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0008]一种晶硅太阳能电池片表面多孔陷光结构的制备方法，该方法包括以下步骤:
[0009](1)硅片预处理:将硅片依次用丙酮、乙醇、去离子水分别超声清洗；
[0010](2)多孔陷光结构的制备:将预处理后的硅片在清洗液中清洗10?100s，然后在沉积溶液中化学沉积0?500s，化学沉积后将硅片取出放入刻蚀溶液中刻蚀0?100s，刻蚀完成后放入11勵3溶液中超声清洗1?15min，再将硅片取出，放入KBH4溶液中静置1?lOmin，最后取出用去离子水冲洗，吹干，在硅片表面得到多孔陷光结构。
[0011]步骤⑴所述的硅片为单晶或多晶、η型或p型。
[0012]步骤⑵所述的清洗液为0.1?2Μ的HF溶液。
[0013]步骤(2)所述的沉积溶液含有Ag粒子与HF，其中，Ag粒子浓度为0.1?0.00001M，HF浓度为0.1?5vol%0
[0014]步骤⑵所述的刻蚀溶液含有HF和H202，其中，HF浓度为0.1?lOvol %，H202浓度为 0.1 ?10vol%o
[0015]步骤⑵所述的ΗΝ03溶液中ΗΝ0 3与Η 20体积比为1:2。
[0016]所述的ΚΒΗ4溶液浓度为0.1?5Μ。
[0017]本发明通过控制沉积液中Ag粒子的浓度及沉积时间、刻蚀液中氢氟酸和氧化剂的浓度以及刻蚀时间等参数可以方便的得到所需的多孔结构。通过对kbh4溶液浓度及反应时间的控制，能够对硅片表面多孔结构空隙大小进行调节。这种方法工艺简单，生产成本低，可大规模制备，适合于工业化生产。
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果:
[0019]1、本发明方法为湿法化学腐蚀法，该方法相比于干法腐蚀更简便快捷，对于腐蚀的多孔硅的孔径大小也更易于调节。
[0020]2、本发明方法采用Ag纳米颗粒多步辅助刻蚀制备多孔结构，刻蚀机理如下:Ag离子沉积在硅片表面，Ag离子下面的Si原子将Ag离子还原成Ag粒子而自身被氧化剂氧化成Si02，3丨02与HF反应，从而生成多孔结构。
[0021]3、本发明方法中AgN03可以反复利用，从而减少了贵金属Ag粒子的消耗。
[0022]4、本发明方法制备过程中对氢氟酸的浓度控制在较小的范围内，减少了实验的危险性。
[0023]5、本方法使用1?!14溶液作为最后一步处理方式，能够有效的控制硅片表面多孔结构孔径的大小，使硅片表面多孔结构的的制备变的均匀可控。
[0024]6、本发明制得的多孔结构均匀可控，能够有效的提高硅片对太阳光的吸收、降低娃片对太阳光的反射。
【附图说明】
[0025]图1为实施例1制备的多孔陷光结构扫描电镜图；
[0026]图2为实施例5制备的多孔陷光结构FESEM图；
[0027]图3为实施例1制备的多孔陷光结构吸收光谱图；
[0028]图4为实施例1制备的多孔陷光结构反射光谱图；
[0029]图5为实施例9制备的多孔陷光结构FESEM图；
[0030]图6为实施例20制备的多孔陷光结构FESEM图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0032]实施例1
[0033]本实施例提供的一种晶硅太阳能电池片表面多孔陷光结构的制备方法，其具体步骤如下:
[0034]步骤1、娃片预处理:将娃片依次用丙酮、乙醇、去离子水分别超声清洗lOmin ；
[0035]步骤2、配制浓度为1M的氢氟酸清洗液；
[0036]步骤3、配制Ag粒子浓度为0.0001M、HF浓度为0.5vol %的沉积溶液；
[0037]步骤4、配制HF浓度为5vol %的HF和比02浓度为1.5vol %的刻蚀溶液；
[0038]步骤5、配制ΗΝ03:Η 20体积比为1:2的ΗΝ03溶液；
[0039]步骤6、配制浓度为1M的KBH4溶液。
[0040]步骤7、多孔陷光结构的制备:将步骤1中进行预处理后的硅片在步骤2中清洗液中清洗10s，然后在步骤3沉积溶液中化学沉积60s，取出后放入步骤4刻蚀溶液中刻蚀20s，刻蚀完成后放入步骤5溶液中超声清洗5min，将硅片取出，放入步骤6溶液中3min，取出用去离子水冲洗，吹干。
[0041]本实施例制得的多孔陷光结构扫描电镜图如图1所示，多孔陷光结构吸收光谱图如图3所示，多孔陷光结构反射光谱图如图4所示，图3、图4中多孔硅即指本实施例得到的具有多孔陷光结构的硅片，多晶原片指的是常规的多晶硅结构。
[0042]从图1中可以看到，该实施例所得的多孔硅孔径大小均一，从图3可以看出该实施例制得的多孔硅的吸收光谱比原片提升很多，从图4可以看出该实施例制得的多孔硅对光的反射相比于原片降低了很多。
[0043]实施例2
[0044]本实施例的制备方法与实施例1相同，不同之处在于步骤1中分别超声5min。
[0045]实施例3
[0046]本实施例的制备方法与实施例1相同，不同之处在于步骤1中分别超声20min。
[0047]实施例4
[0048]本实施例的制备方法与实施例1相同，不同之处在于步骤2中氢氟酸清洗液为2M。
[0049]实施例5
[0050]本实施例的制备方法与实施例1相同，不同之处在于步骤3中Ag粒子浓度为0.01M，HF 浓度为 0.5vol%0
[0051]本实施例制得的多孔陷光结构FESEM图如图2所示，该实施案例调整了 Ag粒子的浓度，所得多孔硅的孔径变大。
[0052]实施例6
[0053]本实施例的制备方法与实施例1相同，不同之处在于步骤3中Ag粒子浓度为0.005M，HF 浓度为 0.lvol %。
[0054]实施例7
[0055]本实施例的制备方法与实施例1相同，不同之处在于步骤3中Ag粒子浓度为0.005M，HF 浓度为 0.3vol %。
[0056]实施例8
[0057]本实施例的制备方法与实施例1相同，不同之处在于步骤3中Ag粒子浓度为0.001M，HF 浓度为 0.3vol %。
[0058]实施例9
[0059]本实施例的制备方法与实施例1相同，不同之处在于步骤3中Ag粒子浓度为0.001M，HF 浓度为 2vo