本发明涉及太阳能,特别是涉及一种晶体硅的制绒清洗方法及太阳能电池的制备方法和组件。
背景技术:
1、对于太阳能电池的制备过程而言,对硅片进行制绒处理来使硅片表面形成绒面结构来增加对太阳光的散射和反射,这是提升太阳能电池的光吸收率及光电转换效率的必不可少的步骤之一。现有的硅片制绒方法包括碱制绒、酸制绒或基于金属催化诱导刻蚀法的制绒,其中碱制绒的应用较为广泛。
2、现有的硅片碱制绒清洗的方法,如cn117594692a、cn110993724a所示,依次包括如下工序:预清洗、水洗、碱制绒、水洗、碱清洗、水洗、酸清洗、水洗及烘干。其中,碱制绒工序可以仅进行一次制绒;或者,该碱制绒工序也可以视情况进一步进行二次制绒或多次制绒,以加强硅片表面的绒面结构。
3、如cn117594692a所示,现有的硅片碱制绒清洗的方法,通常是使用含氢氟酸(hf)和盐酸(hcl)的水溶液对碱制绒后的硅片进行酸清洗(也即酸洗)。然而,碱制绒后的硅片经含hf和hcl的水溶液酸洗之后,该硅片表面的绒面形貌不理想、绒面结构过于锋利,导致该硅片的少子寿命过低、且饱和电流密度较高,进而影响该硅片的钝化性能,不利于含有该硅片的太阳能电池的光电转换效率的提升。
4、此外,如cn110993724a所示,现有的硅片碱制绒清洗的方法,通常是使用hf和hno3(硝酸)混合液对碱制绒后的硅片进行绒面圆滑处理。然而,碱制绒后的硅片经hf和hno3混合液的绒面圆滑处理之后,该硅片的钝化性能的提升效果不佳,且这种绒面圆滑处理的成本更高,处理后还需额外增加生化处理废液的工序。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种晶体硅的制绒清洗方法及太阳能电池的制备方法和组件。
2、基于此,本发明公开了一种晶体硅的制绒清洗方法,包括如下处理步骤:
3、步骤s1、对硅片进行制绒处理,以在硅片表面形成绒面结构(如金字塔形状或半球形状或倒金字塔形状);
4、其中,步骤s1中的硅片为晶体硅,如单晶硅或多晶硅;
5、步骤s2、采用含有氢氟酸和氯气的水溶液对制绒后的硅片进行清洗,来修整硅片表面的绒面结构的尖峰及狭缝;
6、其中,步骤s2的水溶液中,所述氢氟酸的质量浓度为3-20%,所述氯气的含量为0.5-3g/l;
7、步骤s3、对硅片依次进行水洗、烘干。
8、优选地,所述步骤s2中,所述清洗的温度为室温至50℃,清洗的时间为1-5分钟。
9、进一步优选地,所述步骤s2的水溶液中,所述氢氟酸的质量浓度为5%,氯气的含量为1.5g/l;所述步骤s2中,所述清洗的温度为室温,清洗的时间为3分钟。
10、进一步优选地,所述步骤s2的水溶液中,还含有硫酸,所述硫酸的质量浓度为3-15%。
11、更进一步优选地,所述步骤s2的水溶液中,所述氢氟酸的质量浓度为5%,硫酸的质量浓度为8%,氯气的含量为1.5g/l;所述步骤s2中,所述清洗的温度为室温,清洗的时间为3分钟。
12、优选地,所述步骤s1中,所述制绒处理为碱制绒;碱制绒后,水洗硅片;
13、所述碱制绒所用的溶液为含有氢氧化钠和碱制绒专用添加剂的水溶液。
14、优选地,在所述步骤s1之前,还包括如下步骤:对硅片进行预清洗,来去除硅片表面的脏污,随后水洗硅片;所述预清洗所用的溶液为含有氢氧化钠和双氧水的水溶液。
15、优选地,在所述步骤s1之后,还包括如下步骤:对硅片进行碱清洗,来去除硅片表面的残留物,随后水洗硅片;所述碱清洗所用的溶液为含有氢氧化钠和双氧水的水溶液。
16、优选地,在所述步骤s2之前,还包括如下步骤:对硅片进行酸清洗,来去除硅片表面的残留溶液离子,随后水洗硅片;所述酸清洗所用的溶液为含有氢氟酸和盐酸的水溶液。
17、本发明还公开了一种太阳能电池的制备方法,其制备步骤包括:本
技术实现要素:
上述所述的一种晶体硅的制绒清洗方法。
18、本发明还公开了一种光伏组件,包括太阳能电池,所述太阳能电池采用本发明内容上述所述的一种太阳能电池的制备方法所制得。
19、与现有技术相比,本发明至少包括以下有益效果:
20、本发明的一种晶体硅的制绒清洗方法,通过氢氟酸+氯气的水溶液(或优选为氢氟酸+氯气+硫酸的水溶液)来对硅片表面的绒面结构进行微刻蚀,具体为:通过调整工艺条件来控制氢氟酸+氯气的水溶液(或优选为氢氟酸+氯气+硫酸的水溶液)对如单晶硅、多晶硅的硅片的绒面结构的不同晶向的腐蚀速率,来实现对硅片表面的绒面结构的尖峰及狭缝的修整,以改善硅片表面的绒面形貌,使硅片表面的绒面结构相对圆润、锋利程度降低或不锋利;如此,能使经本发明的一种晶体硅的制绒清洗方法处理后的绒面结构上沉积的钝化膜相对更加平整,且钝化膜与硅片界面的固定电场方向更加连续,进而相比现有技术,能有效提升硅片的少子寿命、并降低其饱和电流密度,大大改善晶体硅及太阳能电池的钝化效果,使钝化效果更加优异。
21、而且,本发明的一种晶体硅的制绒清洗方法无需额外增加工序,成本较低,易于与现有制绒清洗工艺集成。
1.一种晶体硅的制绒清洗方法,其特征在于,包括如下处理步骤:
2.根据权利要求1所述的一种晶体硅的制绒清洗方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述清洗的温度为室温至50℃,清洗的时间为1-5分钟。
3.根据权利要求2所述的一种晶体硅的制绒清洗方法,其特征在于,所述步骤s2的水溶液中,所述氢氟酸的质量浓度为5%,氯气的含量为1.5g/l;所述步骤s2中,所述清洗的温度为室温,清洗的时间为3分钟。
4.根据权利要求1或2所述的一种晶体硅的制绒清洗方法,其特征在于,所述步骤s2的水溶液中,还含有硫酸,所述硫酸的质量浓度为3-15%。
5.根据权利要求4所述的一种晶体硅的制绒清洗方法,其特征在于,所述步骤s2的水溶液中,所述氢氟酸的质量浓度为5%,硫酸的质量浓度为8%,氯气的含量为1.5g/l;所述步骤s2中,所述清洗的温度为室温,清洗的时间为3分钟。
6.根据权利要求1所述的一种晶体硅的制绒清洗方法,其特征在于,所述步骤s1中,所述制绒处理为碱制绒;碱制绒后,水洗硅片;
7.根据权利要求1所述的一种晶体硅的制绒清洗方法,其特征在于,在所述步骤s1之前,还包括如下步骤:对硅片进行预清洗,来去除硅片表面的脏污,随后水洗硅片;所述预清洗所用的溶液为含有氢氧化钠和双氧水的水溶液;
8.根据权利要求1或7所述的一种晶体硅的制绒清洗方法,其特征在于,在所述步骤s2之前,还包括如下步骤:对硅片进行酸清洗,来去除硅片表面的残留溶液离子,随后水洗硅片;所述酸清洗所用的溶液为含有氢氟酸和盐酸的水溶液。
9.一种太阳能电池的制备方法,其特征在于,其制备步骤包括:权利要求1-8任一项所述的一种晶体硅的制绒清洗方法。
10.一种光伏组件,包括太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池采用权利要求9所述的一种太阳能电池的制备方法所制得。
