本技术涉及晶硅太阳能电池,具体涉及用以制备太阳能电池的硅片及其制备方法和光电器件。
背景技术:
1、高效率-低成本是光伏产业追求的目标。对太阳电池而言,光学损失是阻碍太阳电池效率提高的重要障碍之一。其中,减小光反射可以一定程度上减少光学损失。要减小太阳电池的光反射通过减反射结构实现,该结构一般包括减反射薄膜(钝化),或陷光结构(制绒)。减反射结构可以降低太阳电池的表面反射率,入射光在电池表面多次反射增加入射几率,和背反射结构配合,能增加光子,尤其是红外波段光子在衬底内反射的次数,增加光程,而且有较多的光子在p-n结附近产生光生载流子,从而增加了光生载流子的收集几率;另外,同样尺寸的硅片,绒面电池的p-n结面积较大,可以提高短路电流,效率也有相应的提高。
2、因此太阳能电池普遍会采用减反射结构。然而,现有的减反射结构形貌欠佳,例如晶硅切割的损伤层未能去除,反射率的均匀性差,钝化膜沉积的均匀性差且钝化效果差。
3、需要说明的是,上述内容并不必然是现有技术,也不用于限制本技术的专利保护范围。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本技术的目的是提供用以制备太阳能电池的硅片及其制备方法和光电器件,针对正面绒面的形貌结构进行升级优化,先通过制绒制备一层大金字塔结构的绒面,金字塔顶端被抛的相对平整,再在大金字塔顶端继续进行多且密集的小金字塔绒面的制备,用以最大程度的去除晶硅切割的损伤层,又能增加正面的金字塔数量,增强正面的陷光,提升短路电流i sc;提升正面钝化膜沉积的均匀性及加强钝化效果,提升开路电压voc;同时也增加了与金属电极的接触面积,降低金属区的接触电阻,从而提升电池的填充因子ff。
2、为实现上述目的,本技术采用如下技术方案:
3、用以制备太阳能电池的硅片的制备方法,包括:
4、提供硅片;
5、对硅片进行一次抛光,得到一次抛光的硅片;
6、对硅片进行第一次抛光,得到一次抛光的硅片;
7、对一次抛光的硅片进行第一次制绒,用以形成第一金字塔绒面结构,得到一次制绒的硅片;
8、对一次制绒的硅片进行第二次抛光,用以对第一金字塔绒面结构进行削顶,得到二次抛光的硅片;
9、对二次抛光的硅片进行第二次制绒,用以在第一金字塔绒面结构的顶部及第一金字塔绒面结构间的连接处形成第二金字塔绒面结构,即得所述用以制备太阳能电池的硅片;其中,所述第二金字塔绒面结构的塔底边长小于所述第一金字塔绒面结构的塔底边长,所述第二金字塔绒面结构的塔高小于所述第一金字塔绒面结构的塔高。
10、在其中一些实施方式中,第一次制绒形成的所述第一金字塔绒面结构的塔底边长为0.5~3μm,塔高为0.5~3μm;其中,所述硅片的表面积记为s,所有第一金字塔绒面结构的表面积的总和记为s’,s和s’之间满足:s’/s=1.25~1.40;
11、在对一次制绒的硅片进行第二次抛光的过程中:第一金字塔绒面结构顶端被去除高度在0.25~2μm;
12、第二次制绒形成的所述第二金字塔绒面结构的塔底边长为0.05~1.5μm,塔高为0.05~1.5μm;其中,每个所述第一金字塔绒面结构的顶部上生长的第二金字塔绒面结构的数量≥2个,所述第一金字塔绒面结构间的连接处生长的第二金字塔绒面结构的数量≥1个。
13、在其中一些实施方式中,采用抛光添加剂和碱溶液对硅片进行第一次抛光、第二次抛光;
14、所述抛光添加剂按质量百分比计,包括:苯甲酸钠:1~2%,消泡剂:3~4%,表面活性剂:7~9%,抛光优化添加剂:大于0至小于8%,余量为水,共计100%;
15、所述的抛光优化添加剂由异丙醇与其他溶剂按照任意比例混合而成,其中,所述的其他溶剂为葡萄糖、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钾、丙二醇、硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种或多种。
16、在其中一些实施方式中,第一次抛光采用经由抛光添加剂和碱溶液混合得到的第一抛光液,第一抛光液按质量百分比计,包括:碱:0.8~1.5%,抛光添加剂:0.3~1.5%,余量为水,共计100%;
17、第二次抛光采用经由抛光添加剂和碱溶液混合得到的第二抛光液,第二抛光液按质量百分比计,包括:碱:0.3~1.2%,抛光添加剂:0.1~1.2%,余量为水,共计100%。
18、在其中一些实施方式中,对硅片进行第一次抛光时,温度控制在70~90℃,时间控制在100~350s;和/或
19、进行第二次抛光时,温度控制在65~85℃,时间控制在50~300s。
20、在其中一些实施方式中,第一次制绒所用的制绒液按质量百分比计,包括:碱:0.6~1.2%,制绒添加剂:0.1~1%,余量为水,共计100%;和/或
21、第二次制绒所用的制绒液按质量百分比计,包括:碱:0.6~1.2%,制绒添加剂:0.1~1%,余量为水,共计100%。
22、在其中一些实施方式中,所述制绒添加剂按质量百分比计,包括:山梨酸钾:1~2%;乙酸钠:2~4%;消泡剂:5~7%;表面活性剂:5~10%;制绒优化添加剂:大于0至小于6%;余量为水,共计100%;所述的制绒优化添加剂由异丙醇与制绒溶剂按照任意比例混合而成,其中,所述的制绒溶剂为葡萄糖、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钾、丙二醇、硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种或多种。
23、在其中一些实施方式中,进行第一次制绒时,温度控制在70~90℃,时间控制在100~350s,ph值控制在9~14;和/或
24、进行第二次制绒时,温度控制在70~90℃,时间控制在100~350s,ph值控制在9~14。
25、本技术还提供了一种用以制备太阳能电池的硅片,通过如权利要求1~8任一项所述方法制备得到。
26、本技术还提供了一种光电器件,包括如权利要求9所述的用以制备太阳能电池的硅片。
27、在其中一些实施方式中,所述光电器件包括太阳能电池。
28、在其中一些实施方式中,所述太阳能电池通过以下操作制备得到:提供所述硅片;在所述硅片上,依次制备pn结、钝化层和金属电极。
29、本技术技术方案中,太阳能电池的硅片制备工艺为:第一次抛光→第一次制绒→第二次抛光→第二次制绒,从而在硅片上形成大小金字塔结构。具体来说,本技术针对正面绒面的形貌结构进行升级优化,先通过第一次抛光、第一次制绒制备一层大金字塔结构的绒面,通过第二次抛光,让金字塔顶端被抛的相对平整,再通过第二次制绒,在大金字塔顶端继续进行多且密集的小金字塔绒面的制备,最大程度的去除晶硅切割的损伤层,又能增加正面的金字塔数量,增强正面的陷光效果,提升短路电流i sc;绒面有良好的陷光结构,有助于后续p/n结区的制备及钝化层的沉积,提升正面钝化膜沉积的均匀性及加强钝化效果,可以获得更为均匀及平整的结区及钝化层结构,提升开路电压voc;同时也增加了与金属电极的接触面积,扩大了金属电极的接触窗口,降低金属区的接触电阻,从而提升电池的填充因子ff。
1.用以制备太阳能电池的硅片的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,采用抛光添加剂和碱溶液对硅片进行第一次抛光、第二次抛光;
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述制绒添加剂按质量百分比计,包括:山梨酸钾:1~2%;乙酸钠:2~4%;消泡剂:5~7%;表面活性剂:5~10%;制绒优化添加剂:大于0至小于6%;余量为水,共计100%;所述的制绒优化添加剂由异丙醇与制绒溶剂按照任意比例混合而成,其中,所述的制绒溶剂为葡萄糖、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钾、丙二醇、硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种或多种。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
9.一种用以制备太阳能电池的硅片,其特征在于,通过如权利要求1~8任一项所述方法制备得到。
10.一种光电器件,其特征在于,包括如权利要求9所述的用以制备太阳能电池的硅片。
11.根据权利要求10所述的光电器件,其特征在于,所述光电器件包括太阳能电池。
12.根据权利要求11所述的光电器件,其特征在于,所述太阳能电池通过以下操作制备得到:提供所述硅片;在所述硅片上,依次制备pn结、钝化层和金属电极。