冶金多晶硅太阳能电池片及太阳能电池板的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种冶金多晶硅太阳能电池片及太阳能电池板，所述冶金多晶硅太阳能电池片的一个表面为腐蚀制绒所成的绒面，所述绒面具有多个腐蚀坑，所述多个腐蚀坑的深度为3.0～3.6μm，长度为4.94～6.63μm。本实用新型的冶金多晶硅太阳能电池片，结合了冶金多晶硅自身的特点及相应的制绒工艺，使磷吸杂后的冶金多晶硅片腐蚀出质量较高的绒面，多晶硅片表面腐蚀形成均匀适中的腐蚀凹坑，制得的太阳能电池片表面陷光结构良好，外观均匀且表面反射率低，降低了反向漏电流，同时提高了太阳能电池片的光电转换效率。
【专利说明】冶金多晶硅太阳能电池片及太阳能电池板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能利用【技术领域】，特别涉及一种冶金多晶硅太阳能电池片及具有该冶金多晶硅太阳能电池片的太阳能电池板。
【背景技术】
[0002]物理冶金多晶硅提纯技术，具有提纯产能大、生产工艺简单、提纯工艺与环境友好等优点。经过近十年的努力，此技术得到明显的改善。据掌握的资料看，用物理冶金技术提纯的多晶硅纯度已达到6.0N-6.5N级，已有企业小批量生产。
[0003]物理冶金法提纯多晶硅，利用冶金法的技术，可直接把硅中的基硼提纯到太阳能级硅的水平。提纯过程不发生化学反应，所以与化学法提纯硅相比，基硼的浓度稍高，金属和过渡金属杂质含量也高些，造成提纯的多晶硅少子寿命较低，制作出的电池效率较低而漏电流较大。
[0004]图1为常规的原始多晶硅硅片的结构示意图，多晶硅硅片101的表面只有自然生长的很薄的氧化层102。图2为经过磷吸杂后的多晶硅硅片的结构示意图，经过磷吸杂过程的高温处理后，多晶娃娃片201的表面生长了一层较厚的含磷的二氧化娃层202 (俗称娃玻璃层)，二氧化硅层202还含有大量的杂质如铜、铁和铝等，结构及成分都发生了变化。
[0005]用常规酸液腐蚀对经过磷吸杂的物理冶金多晶硅片进行表面制绒时，由于工艺不匹配则会产生不良的效果，如表面腐蚀产生的凹坑分布不均、腐蚀坑深度明显不同等，从而导致制得的太阳能电池片表面陷光效果较差，电池短路电流、光电转换效率都减小，而反向漏电流增大，物理冶金多晶硅电池片的整体合格率较低。经测试，这样制得的硅片的表面反射率高达27.0 %以上。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种冶金多晶硅太阳能电池片，以解决现有技术中太阳能电池片存在的表面反射率高及表面陷光效果较差的技术问题。
[0007]本实用新型的另一目的在于提供具有本实用新型冶金多晶硅太阳能电池片的一种太阳能电池板。
[0008]为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0009]一种冶金多晶硅太阳能电池片，所述冶金多晶硅太阳能电池片的一个表面为腐蚀制绒所成的绒面，所述绒面具有多个腐蚀坑，所述多个腐蚀坑的深度各自为3.0?3.6 μ m，长度各自为4.94?6.63 μ m。
[0010]在本实用新型的冶金多晶硅太阳能电池片的一个实施方式中，所述多个腐蚀坑的宽度各自为1.41?1.43ym?
[0011]在本实用新型的冶金多晶硅太阳能电池片的另一个实施方式中，所述冶金多晶硅太阳能电池片的表面反射率为24% -25.6%。
[0012]在本实用新型的冶金多晶硅太阳能电池片的另一个实施方式中，所述冶金多晶硅太阳能电池片的娃片为冶金法提纯的多晶娃娃片。
[0013]在本实用新型的冶金多晶硅太阳能电池片的另一个实施方式中，所述冶金多晶硅太阳能电池片的硅片为经过中高温磷吸杂处理后的冶金多晶硅片。
[0014]本实用新型的太阳能电池板内，封装有本实用新型的冶金多晶硅太阳能电池片。
[0015]本实用新型的有益效果在于，本实用新型的冶金多晶硅太阳能电池片，结合了冶金多晶硅自身的特点及相应的制绒工艺，使耐腐蚀的冶金多晶硅腐蚀出质量较高的绒面，多晶硅片表面腐蚀形成均匀适中的腐蚀凹坑，制得的太阳能电池片表面陷光结构良好，夕卜观均匀且表面反射率低，降低了反向漏电流，同时提高了太阳能电池片的光电转换效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为原始多晶硅硅片的结构示意图；
[0017]图2为经过磷吸杂后的多晶硅硅片的结构示意图；
[0018]图3为经过腐蚀制绒后的多晶硅硅片的结构示意图；
[0019]图4为本实用新型的多晶硅硅片的表面SEM图；
[0020]图5为本实用新型的多晶硅硅片的表面SEM图。
[0021]其中，附图标记说明如下:
[0022]101、201、301:多晶硅
[0023]102:原始氧化层
[0024]202:经过磷吸杂后的氧化层
[0025]302:腐蚀坑
【具体实施方式】
[0026]下面根据具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。本实用新型的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本实用新型。
[0027]本实用新型实施例的太阳能电池板，封装有本实用新型实施例的冶金多晶硅太阳能电池片。但本实用新型的冶金多晶硅太阳能电池片的应用并不限于太阳能电池板，而可以应用到其他太阳能电池制品上。
[0028]下面具体介绍本实用新型优选实施例的冶金多晶硅太阳能电池片。
[0029]如图3所示，本实用新型实施例的冶金多晶硅太阳能电池片，其硅片301为冶金法提纯的多晶硅硅片，在腐蚀制绒过程在硅片301表面形成绒面，即腐蚀出大小均匀的腐蚀坑302，图4与图5是扫描电子显微镜给出的冶金多晶硅电池片的表面形貌，可见硅片301表面形成均匀、深度适中的腐蚀槽坑302，起到良好的减反射效果，使冶金多晶硅电池片表面的反射率从27%以上降至24% -25.6% (650nm处)。
[0030]腐蚀坑302 的长度为 4.94-6.63 μ m，宽度为 1.41-1.43 μ m，深度为 3.0-3.6 μ m，即经腐蚀后硅片301表面的厚度减少量为3.0-3.6ym0
[0031]腐蚀坑302大小均匀，其长度尺寸相差较小，利于形成更多的腐蚀凹坑，这样便能够增加入射光线的多次反射、折射几率，提高了太阳能电池片对表面光线的多次吸收能力。
[0032]上述冶金多晶硅太阳能电池片所用的硅片为冶金法提纯的多晶硅硅片，特别是经过中尚温憐吸杂后的冶金多晶娃片。
[0033]以下再介绍一下本实用新型的冶金多晶硅太阳能电池片的生产工艺及工艺参数:
[0034]在腐蚀制绒过程中，反应温度可控制在6?7°C，腐蚀溶液为氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和水的混合溶液，腐蚀的速度为1.25-1.35m/min (传送带速度)，从而将硅片的单面减薄量控制在3.0-3.6 μ m/片。
[0035]可采用两次腐蚀的方式进行制绒工艺，例如第一次腐蚀采用HF:HN03:H20 =1:5:2.76的混合溶液，之后采用去离子水漂洗，再用碱性溶液如质量分数为7% -8%的氢氧化钾溶液洗去硅片表面的多孔硅层，再用去离子水进行漂洗；
[0036]随后采用HF:HCL:H20 = 1:2:2.3的混合溶液进行第二次腐蚀，以去除表面金属离子，之后再以去离子水进行漂洗并烘干。
[0037]以上述示例的方式进行制绒工艺，可避免因过度腐蚀出现凹坑变深，导致电池PN结漏电而影响电池整体的合格率，或者因腐蚀不足，凹坑太浅而减反射效果差等问题。
[0038]本实用新型的冶金多晶硅太阳能电池片，结合了冶金多晶硅自身的特点及相应的制绒工艺，将磷吸杂后的冶金多晶硅腐蚀出质量较高的绒面，多晶硅片表面腐蚀形成均匀适中的腐蚀凹坑，制得的太阳能电池片表面陷光结构良好，外观均匀且表面反射率低，降低了反向漏电流，同时提高了太阳能电池片的光电转换效率。
[0039]以8英寸(156mmX 156mm)规格为例，本实用新型的冶金多晶硅太阳能电池片，表面反射率从27%以上降至24% -25.6% (650nm处)，开路电压增加0.8% -1.2%，短路电流增加了 2.0% -3.7%，反向漏电流降低了 60% -80%,电池整体性能有很大的改善，同时太阳能电池片的平均光电转换效率提高到17.40%以上。
[0040]本领域技术人员应当注意的是，本实用新型所描述的实施方式仅仅是示范性的，可在本实用新型的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而，本实用新型不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种冶金多晶硅太阳能电池片，其特征在于，所述冶金多晶硅太阳能电池片的一个表面为腐蚀制绒所成的绒面，所述绒面具有多个腐蚀坑，所述多个腐蚀坑的深度为3.0?3.6 μ m，长度为 4.94 ?6.63 μ m。
2.根据权利要求1所述的冶金多晶硅太阳能电池片，其特征在于，所述多个腐蚀坑的宽度为1.41?1.43 μπ?ο
3.根据权利要求1所述的冶金多晶硅太阳能电池片，其特征在于，所述冶金多晶硅太阳能电池片的表面反射率为24% -25.6%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冶金多晶硅太阳能电池片，其特征在于，所述冶金多晶娃太阳能电池片的娃片为冶金法提纯的多晶娃娃片。
5.根据权利要求4所述的冶金多晶硅太阳能电池片，其特征在于，所述冶金多晶硅太阳能电池片的硅片为经过中高温磷吸杂处理后的冶金多晶硅片。
6.一种太阳能电池板，其特征在于，所述太阳能电池板内封装有权利要求1-5中任一所述的冶金多晶硅太阳能电池片。
【文档编号】H01L31/0236GK204167329SQ201420650161
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】和江变, 李健, 马承鸿, 宗灵仑, 冯国江 申请人:内蒙古日月太阳能科技有限责任公司, 内蒙古大学