CN112812776A - 一种腐蚀液及其制备方法和应用 - Google Patents

一种腐蚀液及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112812776A
CN112812776A CN201911120903.2A CN201911120903A CN112812776A CN 112812776 A CN112812776 A CN 112812776A CN 201911120903 A CN201911120903 A CN 201911120903A CN 112812776 A CN112812776 A CN 112812776A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
etching
substrate layer
pyramid
type substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911120903.2A
Other languages
English (en)
Inventor
张临安
邓伟伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canadian Solar Inc
CSI Cells Co Ltd
Original Assignee
CSI Cells Co Ltd
Atlas Sunshine Power Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CSI Cells Co Ltd, Atlas Sunshine Power Group Co Ltd filed Critical CSI Cells Co Ltd
Priority to CN201911120903.2A priority Critical patent/CN112812776A/zh
Publication of CN112812776A publication Critical patent/CN112812776A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/02Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an alkali metal hydroxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/06Silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B33/08Etching
    • C30B33/10Etching in solutions or melts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0236Special surface textures
    • H01L31/02366Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

本发明提供了一种腐蚀液及其制备方法和应用;所述腐蚀液包括质量百分比为0.5‑4.5%的碱、0.01‑0.225%的山梨酸钾、0.01‑0.225%的乙酸钠、0.005‑0.15%的十二烷基苯硫酸钠、0.055‑0.46%的消泡剂、0.055‑0.78%的表面活性剂、0.035‑0.42%的分散剂、0.47‑4.42%的功能性助剂以及余量的水;该腐蚀液用于基片层的制备时,能够控制基片的背面形成较均匀的金字塔型绒面,并能保证基片正面的发射极层不被破坏,且能够控制金字塔型的尺寸,使其保持较低的金字塔型的高宽比,从而降低背面绒面的比表面积,有利于背面钝化,降低复合;提高N型接触电池的太阳能转化效率。

Description

一种腐蚀液及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于腐蚀领域,涉及一种腐蚀液及其制备方法和应用。
背景技术
腐蚀是指在接触时,物质表面发生了化学反应而遭到破坏,虽然腐蚀会对物质的表面造成一定程度的破坏,但是凡事总具有两面性,若将腐蚀过程应用于合适的领域以及合适的环境中,会对我们的生活以及工业生产起到相对应的帮助作用;如对玻璃进行腐蚀,可以得到带有特定花纹的玻璃,如对金相腐蚀,能够用于制备合金,或者也可以利用腐蚀的原理用于除去不需要的杂质或者得到人类需要的物质。
CN109553305A公开了一种玻璃腐蚀液,由磷酸盐、焦磷酸盐、无机碱、表面活性剂和去离子水混合组成,其重量分数分别为:磷酸盐占0.5%~8%,焦磷酸盐占0.5%~8%,无机碱占0.01%~0.5%,表面活性剂占5~45%,去离子水占30~95%,含有20-99重量%二氟化钾和1-80重量%的至少一种水溶性多价阳离子盐;该玻璃腐蚀液对玻璃具有较好的腐蚀效果,但是其应用范围过窄,仅适用于玻璃的腐蚀。
CN107604360A公开了一种选择性铜腐蚀液,按重量百分比计包含:1~20%的氧化剂、0.001~5%的过氧化氢稳定剂、0.01~10%的无机酸、1~4%的可溶性有机酸二价铜盐、0.01~8%的螯合剂和/或缓蚀剂、0.001~3%的表面活性剂和余量水,氧化剂的主要组成为过氧化氢;该腐蚀液能够实现均匀刻蚀,从而控制电极的形状,但是其仅仅知道起到腐蚀的作用。
对于N型钝化接触双面电池,背面形貌对电池的双面率,表面钝化,以及金属化接触都有着非常大的影响。因此,提供一种在N型钝化接触双面电池制备过程中不会破坏掩膜层,且不会影响影响背面钝化结构的腐蚀液非常有必要。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明在于提供一种腐蚀液及其制备方法和应用,该腐蚀液在用于制备基片层过程,能够控制基片的背面能够形成比较均匀的金字塔型绒面,并能保证基片正面的发射极层不被破坏,且同时能够控制金字塔型的尺寸,使其保持较低的金字塔型的高宽比,从而降低背面绒面的比表面积,有利于背面钝化,降低复合;此外还具有较快的刻蚀速率,在较短时间内即可完成刻蚀过程;包含基片层的N型接触电池具有较高的太阳能转化效率。
本发明的目的之一在提供一种腐蚀液,所述腐蚀液包括质量百分比为0.5-4.5%的碱、0.01-0.225%的山梨酸钾、0.01-0.225%的乙酸钠、0.005-0.15%的十二烷基苯硫酸钠、0.055-0.46%的消泡剂、0.055-0.78%的表面活性剂、0.035-0.42%的分散剂以及余量的水。
本发明中腐蚀液在用于制备基片层过程,能够控制基片的背面能够形成比较均匀的金字塔型绒面,并能保证基片正面的发射极层不被破坏,且同时能够控制金字塔型的尺寸,使其保持较低的金字塔型的高宽比,从而降低背面绒面的比表面积,有利于背面钝化,降低复合。
在本发明中,所述碱的质量百分比可以为0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%等。
在本发明中,所述山梨酸钾的质量百分比可以为0.01%、0.025%、0.05%、0.075%、0.1%、0.125%、0.15%、0.175%、0.2%、0.225%等。
在本发明中,所述乙酸钠的质量百分比可以为0.01%、0.025%、0.05%、0.075%、0.1%、0.125%、0.15%、0.175%、0.2%、0.225%等。
在本发明中,所述十二烷基苯硫酸钠的质量百分比可以为0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.011%、0.012%、0.013%、0.014%、0.015%等。
在本发明中,所述消泡剂的质量百分比可以为0.055%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.46%等。
在本发明中,所述表面活性剂的质量百分比可以为0.055%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%、0.55%、0.6%、0.65%、0.7%、0.75%、0.78%等。
在本发明中,所述分散剂的质量百分比可以为0.035%、0.05%、0.08%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.42%等。
作为本发明的优选技术方案,所述腐蚀液包括质量百分比为2.4-3%的碱、0.0195-0.105%的山梨酸钾、0.015-0.1%的乙酸钠、0.012-0.075%的十二烷基苯硫酸钠、0.105-0.31%的消泡剂、0.105-0.36%的表面活性剂、0.066-0.195%的分散剂以及余量的水。
在本发明中,所述碱包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。
在本发明中,所述消泡剂包括聚醚改性硅油和/或聚硅氧烷,优选聚二甲基硅氧烷。
在本发明中,所述表面活性剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、丙二醇嵌段聚醚或全氟烷基季胺碘化物中的任意一种或多种的组合。
在本发明中,所述分散剂包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚丙烯酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中,所述腐蚀液还包括质量百分比为0.47-4.42%的功能性助剂,例如0.47%、0.5%、0.8%、1%、1.2%、1.5%、1.7%、2%、2.2%、2.5%、2.7%、3%、3.2%、3.5%、3.7%、4%、4.42%等。
在本发明中,所述功能性助剂包括氧化剂和/或稳定剂。
在本发明中,功能性助剂与消泡剂、表面活性剂以及分散剂配合使用,已达到修饰绒面,并保证正面的发射极层不被碱液腐蚀。
本发明的目的之二在于提供一种如目的之一所述的腐蚀液的制备方法,所述制备方法包括:将氢氧化钾、制绒添加剂、单面抛光添加剂、去离子水以及任选的功能性助剂混合,得到所述腐蚀液。
在本发明中,所述混合是在搅拌条件下进行的。
本发明中腐蚀液的制备方法具有原料易得,价格低廉,易于实现,便于工业大规模生产应用。
本发明的目的之三在于提供一种基片层,所述基片层包括N型基底层、依次设置在N型基底层正面的发射极层和硼硅玻璃层,以及设置在N型基底层背面的金字塔型结构的绒面,所述金字塔型结构的绒面是通过目的之一所述腐蚀液刻蚀形成的。
本发明中基片层应用于N型钝化接触电池,其背面的金字塔型结构的绒面可以解决背面金属化接触不良的问题;且通过上述的腐蚀液刻蚀形成的金字塔绒面具有较大的金字塔的尺寸,并能降低金字塔型的高宽比,从而降低背面绒面的比表面积,利于背面钝化;且腐蚀液在刻蚀基片层的背面过程中,不会破坏正面的发射极层;且在刻蚀过程中具有较快的刻蚀速率和较短的刻蚀时间,达到提高了工业生产的效率。
本发明中金字塔型结构中,金字塔结构直接在背面N型基底上形成,其底部为金字塔形成的最深位置,金字塔型结构的高是指金字塔型结构的顶点至金字塔型底面的垂直距离;金字塔型的宽是指金字塔型底面任两点之间的最大直线距离。
在本发明中,N型基底是指在硅中掺杂第V主族的元素,示例性地包括掺磷的单晶硅片或掺磷的类单晶硅片;如后文中有出现N型基底层,指代的意义均与此处相同。
在本发明中,需要理解的是,术语“正面”、“反面”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的目的之四在于提供一种如目的之三所述的基片层的制备方法,所述制备方法包括:将预处理后的N型基片采用目的之一所述的腐蚀液进行刻蚀,得到所述基片层。
在本发明中,所述刻蚀的温度为50-90℃。
在本发明中,所述刻蚀的时间为300-1200s。
在本发明中,所述预处理后的N型基片的制备方法包括:对预制品N型基片进行硼扩散,而后进行单面刻蚀,得到所述预处理后的N型基片。
在本发明中,所述预制品N型基片为对N型基底层双面制绒得到的。
本发明的目的之五在于提供一种N型钝化接触电池的制备方法,所述N型钝化接触电池是通过目的之三所述的基片层制备得到的。
本发明的目的之六在于提供一种如目的之五所述的制备方法制备得到的N型钝化接触电池。
本发明的N型钝化接触电池具有体少子寿命高、衰减少以及光转化效率高的优点;此外,该电池结构还同时适用于单面和双面的光伏组件。
本发明中,N型钝化接触电池包括:
N型基底层;
依次设置在N型基底层的正面的发射极层、氧化钝化层、减反层以及正面电极层,所述正面电极层依次贯穿减反层和氧化钝化层,与发射极层的正面相连接;
以及依次设置在N型基底层的背面的氧化层、多晶硅掺杂层、保护层以及背面电极层,所述背面电极层贯穿所述保护层,与多晶硅掺杂层相连接。
在发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明中腐蚀液在用于制备基片层的过程,能够控制基片的背面能够形成比较均匀的金字塔型绒面,并能保证基片正面的发射极层不被破坏,且同时能够控制金字塔型的尺寸,使其保持较低的金字塔型的高宽比,从而降低背面绒面的比表面积,有利于背面钝化,降低复合;此外还具有较快的腐蚀速率,在较短时间内即可完成腐蚀过程;包含基片层的N型接触电池具有较高的太阳能转化效率,光转化效率高达22.97%。
附图说明
图1是实施例1中基片层的结构示意图;
图2为实施例1中基片层的背面的金字塔型绒面宽度的扫描电镜图;
图3为实施例1中基片层的背面的金字塔型绒面高度的扫描电镜图;
图4为具体实施方式中N型钝化接触电池的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种腐蚀液,包括质量百分比为2.6%的氢氧化钾、0.05%的山梨酸钾、0.05%的乙酸钠、0.05%的十二烷基苯硫酸钠、0.5%的消泡剂(型号LJ-618,厂家北京瑞朗洁)、0.2%的表面活性剂(型号ZJ-821,厂家广州止境)、0.12%的分散剂(型号ZJ-855,厂家广州止境)以及余量的水。
腐蚀液的制备方法为:将上述原料搅拌混合,得到腐蚀液。
本实施例还提供一种基片层,如图1所示,包括N型基底层100、依次设置在N型基底层正面的发射极层101和硼硅玻璃层102,以及设置在N型基底层背面的金字塔型结构的绒面103,绒面是通过上述腐蚀液刻蚀形成的。
基片层的制备方法包括:
(1)将N型基底层(掺磷的单晶硅片)预先进行双面制绒,而后将制绒后的N型基底层分三步进行硼扩散,第一步在通入流量为500sccm的三溴化硼中,在温度为900℃进行通源沉积40min,第二步在通入流量为15slm的氮气中,在温度为1050℃进行推进处理60min,第三步在通入流量为15slm的氧气中,在温度为1050℃进行氧化处理80min,得到正面、背面以及侧面均依次层叠有发射极层和硼硅玻璃层的N型基底层;
(2)将步骤(1)得到的正面、背面以及侧面均依次层叠有发射极层和硼硅玻璃层的N型基底层采用浓度为3%的HF酸腐蚀除去背面和侧面绕扩的硼硅玻璃层,得到预处理后的N型基片;
(3)将步骤(2)得到的预处理后的N型基片置于上述腐蚀液中,80℃刻蚀600s,除去背面的发射极层以及侧面绕扩的发射极层,同时形成金字塔型结构的绒面,得到基片层。
图2为本实施例中基片层的背面的金字塔型绒面宽度的扫描电镜图,可知,金字塔型的宽为2.85μm;图3为本实施例中基片层的背面的金字塔型绒面高度的扫描电镜图,可知金字塔型的高为1.06μm;从图2和图3可知,本实施例中得到的金字塔型结构的绒面具有较低的高宽比0.37。
实施例2
本实施例提供一种腐蚀液,包括质量百分比为2.4%的氢氧化钾、0.105%的山梨酸钾、0.015%的乙酸钠、0.075%的十二烷基苯硫酸钠、0.105%的消泡剂(型号LQ-0907,厂家天津凯朗奇)、0.36%的表面活性剂(型号FP415,厂家广州润宏)、0.066%的分散剂(型号5027,厂家润鑫化工)以及余量的水。
腐蚀液的制备方法为:将上述原料搅拌混合,得到腐蚀液。
本实施例还提供一种基片层,包括N型基底层、依次设置在N型基底层正面的发射极层和硼硅玻璃层,以及设置在N型基底层背面的金字塔型结构的绒面,绒面是通过上述腐蚀液刻蚀形成的。
基片层的制备方法与实施例1相同,区别仅在于刻蚀的温度为50℃,刻蚀的时间为1200s。
本实施例中得到的金字塔型结构的绒面的高宽比为0.33。
实施例3
本实施例提供一种腐蚀液,包括质量百分比为3%的氢氧化钾、0.0195%的山梨酸钾、0.1%的乙酸钠、0.012%的十二烷基苯硫酸钠、0.31%的消泡剂(型号LJ-618厂家北京瑞朗洁)、0.105%的表面活性剂(型号FP415,厂家广州润宏)、0.195%的分散剂(型号ZJ-855,厂家广州止境)以及余量的水。
腐蚀液的制备方法为:将上述原料搅拌混合,得到腐蚀液。
本实施例还提供一种基片层,包括N型基底层、依次设置在N型基底层正面的发射极层和硼硅玻璃层,以及设置在N型基底层背面的金字塔型结构的绒面,绒面是通过上述腐蚀液刻蚀形成的。
基片层的制备方法与实施例1相同,区别仅在于刻蚀的温度为90℃,刻蚀的时间为300s。
本实施例中得到的金字塔型结构的绒面的高宽比为0.27。
实施例4
本实施例提供一种腐蚀液,包括质量百分比为0.5%的氢氧化钠、0.225%的山梨酸钾、0.01%的乙酸钠、0.15%的十二烷基苯硫酸钠、0.055%的消泡剂(型号LQ-0907,厂家天津凯朗奇)、0.78%的表面活性剂(型号ZJ-821,厂家广州止境)、0.035%的分散剂(型号5027,厂家润鑫化工)以及余量的水。
腐蚀液的制备方法为:将上述原料搅拌混合,得到腐蚀液。
本实施例还提供一种基片层,包括N型基底层、依次设置在N型基底层正面的发射极层和硼硅玻璃层,以及设置在N型基底层背面的金字塔型结构的绒面,绒面是通过上述腐蚀液刻蚀形成的。
基片层的制备方法与实施例1相同,区别仅在于刻蚀的温度为80℃,刻蚀的时间为500s。
本实施例中得到的金字塔型结构的绒面的高宽比为0.23。
实施例5
本实施例提供一种腐蚀液,包括质量百分比为4.5%的氢氧化钠、0.01%的山梨酸钾、0.225%的乙酸钠、0.005%的十二烷基苯硫酸钠、0.46%的消泡剂(型号LJ-618,厂家北京瑞朗洁)、0.055%的表面活性剂(型号ZJ-821,厂家广州止境)、0.42%的分散剂(型号ZJ-855,厂家广州止境)以及余量的水。
腐蚀液的制备方法为:将上述原料搅拌混合,得到腐蚀液。
本实施例还提供一种基片层,包括N型基底层、依次设置在N型基底层正面的发射极层和硼硅玻璃层,以及设置在N型基底层背面的金字塔型结构的绒面,绒面是通过上述腐蚀液刻蚀形成的。
基片层的制备方法与实施例1相同,区别仅在于刻蚀的温度为60℃,刻蚀的时间为1000s。
本实施例中得到的金字塔型结构的绒面的高宽比为0.38。
对比例1
本对比例中采用的腐蚀液为浓度为7%的氢氟酸和24%的硝酸的混合物。
基片层的制备方法包括:将实施例1中步骤(1)得到的正面、背面以及侧面均依次层叠有发射极层和硼硅玻璃层的N型基底层用浓度为7%的氢氟酸和24%硝酸刻蚀除去背面以及侧面绕射的发射极层和硼硅玻璃层,得到基片层。
本对比例中得到的背面为较为平整的类似抛光的背面结构,难以形成金字塔型的结构。
对比例2
与实施例1的区别仅在于不包括乙酸钠,十二烷基苯硫酸钠的添加量与实施例1中十二烷基苯硫酸钠的添加量相同,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。
本对比例中得到的金字塔型结构的绒面的高宽比为0.48;通过对比例2和实施例1的对比可知,实施例1中的到的金字塔结构具有较低的高宽比。
对比例3
与实施例1的区别仅在于不包括十二烷基苯硫酸钠,乙酸钠的添加量与实施例1中乙酸钠的添加量相同,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。
本对比例中得到的金字塔型结构的绒面的高宽比为0.55;通过对比例3和实施例1的对比可知,实施例1中的到的金字塔结构具有较低的高宽比。
对比例4
与实施例1的区别仅在于不包括山梨酸钾,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。
本对比例中得到的金字塔型结构的绒面的高宽比为0.47;通过对比例4和实施例1的对比可知,实施例1中的到的金字塔结构具有较低的高宽比。
对比例5
与实施例1的区别仅在于腐蚀液的组成不同,腐蚀液包括:2%的氢氧化钾、0.5%的山梨酸钾、0.005%的乙酸钠、0.3%的十二烷基苯磺酸钠、0.02%的消泡剂、0.9%的表面活性剂、0.02%的分散剂以及余量的水。
本对比例中得到的金字塔型结构的绒面的高宽比为0.51;通过对比例5和实施例1的对比可知,实施例1中的到的金字塔结构具有较低的高宽比。
对比例6
与实施例1的区别仅在于腐蚀液的组成不同,腐蚀液包括:5%的氢氧化钾、0.005%的山梨酸钾、0.3%的乙酸钠、0.001%的十二烷基苯磺酸钠、0.5%的消泡剂、0.03%的表面活性剂、0.5%的分散剂以及余量的水。
本对比例中得到的金字塔型结构的绒面的高宽比为0.43;通过对比例6和实施例1的对比可知,实施例1中的到的金字塔结构具有较低的高宽比。
将实施例1-5和对比例1-6的基片层制备得到N型钝化接触电池,如图4所示,N型钝化接触电池包括:N型基底层1;设置在N型基底层正面依次连接的发射极层2、氧化钝化层3、减反层4以及正面电极层5,正面电极层5依次贯穿减反层4和氧化钝化层3,与发射极层2连接;以及设置在N型基底层1背面的依次连接的氧化层6、多晶硅掺杂层7、保护层8以及背面电极层9,背面电极层9贯穿保护层8,与多晶硅掺杂层7相连;氧化钝化层为氧化铝钝化层;氧化铝钝化层的厚度为10nm;减反层为氮化硅减反层;减反层的厚度为100nm;减反层的折射率为2.02;正面电极层为Ag-Al电极层;正面电极层的厚度为20μm;氧化层为氧化硅层;氧化硅层的厚度为2nm;多晶硅掺杂层的厚度为200nm;保护层为氮化硅层;氮化硅层的厚度为100nm;背面电极层为银电极层;银电极层的厚度为10μm。
N型钝化接触电池的制备方法包括:
S1、将基底层的背面先用硝酸氧化10min生长,而后在温度为580℃进行热氧化10min,生长得到背面带有氧化层的N型基底层,而后在氧化层表面在压力为300mTorr的条件下通过化学气相沉积法沉积多晶硅,并在磷源为三氯氧磷条件下分三步进行磷扩散,第一步在通入流量为500sccm的三氯氧磷中,750℃进行第一次通源沉积30min,第二步在同时通入3000sccm的氮气中,900℃进行推进处理40min,第三步在同时通入流量为300sccm的三氯氧磷中,770℃进行第二次通源沉积5min,得到带有掺杂层的N型基底层;
S2、将步骤S1得到的带有掺杂层的N型基底层通过第一次用浓度为5%的氢氟酸溶液刻蚀法除去带有掺杂层的N型基底层正面的磷硅玻璃层,其次用浓度为20%的氢氧化钾溶液刻蚀法除去带有掺杂层的N型基底层正面绕镀的多晶硅,最后用第二次用浓度为10%的氢氟酸刻蚀法除去带有掺杂层的N型基底层正面的硼硅玻璃层以及背面的磷硅玻璃层,得到背面带有氧化硅层和多晶硅掺杂层的N型基底层;
S3、将步骤S2得到的处理后的背面带有氧化硅层和N型多晶硅层的N型基底层的正面先通过原子层沉积法形成厚度为5nm的氧化铝钝化层,而后通过等离子体化学气相沉积法形成厚度为80nm,折射率为2.02的氮化硅减反层,背面通过等离子体化学气相沉积法形成厚度为120nm的氮化硅保护层,得到带有钝化结构的N型基底层;
S4、将步骤S3得到的带有钝化结构的N型基底层先通过丝网印刷,而后在800℃烧结60s,形成正面Ag-Al电极层和背面Ag电极层,得到N型钝化接触电池。
将上述得到的N型钝化接触电池进行性能测试,测试结果见表1:
表1
Figure BDA0002275442830000131
表1中:
Figure BDA0002275442830000132
其中电压(V)、电流(A)、填充因子(%)均为表1给出的相对应的电压、电流、填充因子;电池面积均为244.32平方厘米;电压(V)和电流(A)为1000W光强照射下电池产生的电压和电流,采用的测试机的型号为德国Halm-2400,测试软件的型号为18-KW05;填充因子为电池具有最大输出功率与短路电流和开路电压乘积的比值。
由表1可知,本发明制备的钝化接触电池具有较高的光转化效率;由实施例1和对比例1的对比可知,酸刻蚀得到的背面结构类似抛光的平整结构,电性能方面开路电压与短路电流较高,但填充因子较低,效率偏低;由实施例1和对比例2-3的对比可知,乙酸钠及十二烷基苯硫酸钠配合使用能够修饰绒面,降低高宽比,提高电池的开路电压及短路电流;由实施例1和对比例4的对比可知,山梨酸钾可以在一定程度上修饰绒面,降低高宽比,提高电池的开路电压及短路电流;由实施例1和对比例5-6的对比可知,优化腐蚀液的配比可以得到高宽比较低的绒面结构,可提高电池的开路电压及短路电流,从而提高电池的转换效率。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种腐蚀液,其特征在于,所述腐蚀液包括质量百分比为0.5-4.5%的碱、0.01-0.225%的山梨酸钾、0.01-0.225%的乙酸钠、0.005-0.15%的十二烷基苯硫酸钠、0.055-0.46%的消泡剂、0.055-0.78%的表面活性剂、0.035-0.42%的分散剂、0.47-4.42%的功能性助剂以及余量的水。
2.根据权利要求1所述的腐蚀液,其特征在于,所述腐蚀液包括质量百分比为2.4-3%的碱、0.0195-0.105%的山梨酸钾、0.015-0.1%的乙酸钠、0.012-0.075%的十二烷基苯硫酸钠、0.105-0.31%的消泡剂、0.105-0.36%的表面活性剂、0.066-0.195%的分散剂、2.75-4.42%的功能性助剂以及余量的水。
3.根据权利要求1或2所述的腐蚀液,其特征在于,所述碱包括氢氧化钠和/或氢氧化钾;
优选地,所述消泡剂包括聚醚改性硅油和/或聚硅氧烷,优选聚二甲基硅氧烷。
4.根据权利要求1-3任一项所述的腐蚀液,其特征在于,所述表面活性剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、丙二醇嵌段聚醚或全氟烷基季胺碘化物中的任意一种或多种的组合;
优选地,所述分散剂包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚丙烯酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4任一项所述的腐蚀液,其特征在于,所述腐蚀液还包括质量百分比为0.47-4.42%的功能性助剂;
优选地,所述功能性助剂包括氧化剂和/或稳定剂。
6.根据权利要求1-5任一项所述的腐蚀液的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:将氢氧化钾、制绒添加剂、单面抛光添加剂、去离子水以及任选的功能性助剂混合,得到所述腐蚀液;
优选地,所述混合是在搅拌条件下进行的。
7.一种基片层,其特征在于,所述基片层包括N型基底层、依次设置在N型基底层正面的发射极层和硼硅玻璃层,以及设置在N型基底层背面的金字塔型结构的绒面,所述金字塔型结构的绒面是通过权利要求1-5任一项所述腐蚀液刻蚀形成的。
8.根据权利要求7所述的基片层的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:将预处理后的N型基片采用权利要求1-5任一项所述的腐蚀液进行刻蚀,得到所述基片层;
优选地,所述刻蚀的温度为50-90℃;
优选地,所述刻蚀的时间为300-1200s;
优选地,所述预处理后的N型基片的制备方法包括:对预制品N型基片进行硼扩散,而后进行背面刻蚀除去背面以及侧面绕扩的硼硅玻璃层,得到所述预处理后的N型基片;
优选地,所述预制品N型基片为对N型基底层双面制绒得到的。
9.一种N型钝化接触电池的制备方法,其特征在于,所述N型钝化接触电池是通过权利要求7所述的基片层制备得到的。
10.根据权利要求9所述的制备方法制备得到的所述N型钝化接触电池。
CN201911120903.2A 2019-11-15 2019-11-15 一种腐蚀液及其制备方法和应用 Pending CN112812776A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911120903.2A CN112812776A (zh) 2019-11-15 2019-11-15 一种腐蚀液及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911120903.2A CN112812776A (zh) 2019-11-15 2019-11-15 一种腐蚀液及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112812776A true CN112812776A (zh) 2021-05-18

Family

ID=75852878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911120903.2A Pending CN112812776A (zh) 2019-11-15 2019-11-15 一种腐蚀液及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112812776A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113416547A (zh) * 2021-06-18 2021-09-21 常州时创能源股份有限公司 一种清洗绕镀多晶硅的碱腐蚀辅助剂及其应用
CN113502163A (zh) * 2021-09-10 2021-10-15 杭州晶宝新能源科技有限公司 用于形成太阳电池背结构的化学助剂、其制备方法及应用

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102005504A (zh) * 2010-10-15 2011-04-06 锦州华昌光伏科技有限公司 可提高太阳电池转化效率的硅片制绒方法
CN102479698A (zh) * 2010-11-24 2012-05-30 气体产品与化学公司 用于硅片制绒的组合物和方法
CN105047742A (zh) * 2015-09-07 2015-11-11 中国东方电气集团有限公司 一种双面n型晶体硅电池及其制备方法
CN105206699A (zh) * 2015-09-07 2015-12-30 中国东方电气集团有限公司 一种背面结n型双面晶体硅电池及其制备方法
CN105226115A (zh) * 2015-09-07 2016-01-06 中国东方电气集团有限公司 一种n型晶硅电池及其制备方法
CN106601862A (zh) * 2015-10-15 2017-04-26 钧石(中国)能源有限公司 一种降低单晶硅异质结太阳能电池片反射率的制绒方法
CN109326660A (zh) * 2018-09-16 2019-02-12 苏州润阳光伏科技有限公司 太阳电池单晶硅基绒面生成工艺
CN109553305A (zh) * 2017-09-25 2019-04-02 鄄城广泰耐磨制品有限公司 一种玻璃腐蚀液
CN110042474A (zh) * 2019-05-18 2019-07-23 上海汉遥新材料科技有限公司 一种单晶硅太阳能电池制绒添加剂及其应用
CN110257072A (zh) * 2019-06-13 2019-09-20 常州时创能源科技有限公司 硅片单面制绒与边缘刻蚀用添加剂及其应用
CN110396725A (zh) * 2019-07-10 2019-11-01 天津爱旭太阳能科技有限公司 一种单晶硅片的制绒添加剂及其应用

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102005504A (zh) * 2010-10-15 2011-04-06 锦州华昌光伏科技有限公司 可提高太阳电池转化效率的硅片制绒方法
CN102479698A (zh) * 2010-11-24 2012-05-30 气体产品与化学公司 用于硅片制绒的组合物和方法
CN105047742A (zh) * 2015-09-07 2015-11-11 中国东方电气集团有限公司 一种双面n型晶体硅电池及其制备方法
CN105206699A (zh) * 2015-09-07 2015-12-30 中国东方电气集团有限公司 一种背面结n型双面晶体硅电池及其制备方法
CN105226115A (zh) * 2015-09-07 2016-01-06 中国东方电气集团有限公司 一种n型晶硅电池及其制备方法
CN106601862A (zh) * 2015-10-15 2017-04-26 钧石(中国)能源有限公司 一种降低单晶硅异质结太阳能电池片反射率的制绒方法
CN109553305A (zh) * 2017-09-25 2019-04-02 鄄城广泰耐磨制品有限公司 一种玻璃腐蚀液
CN109326660A (zh) * 2018-09-16 2019-02-12 苏州润阳光伏科技有限公司 太阳电池单晶硅基绒面生成工艺
CN110042474A (zh) * 2019-05-18 2019-07-23 上海汉遥新材料科技有限公司 一种单晶硅太阳能电池制绒添加剂及其应用
CN110257072A (zh) * 2019-06-13 2019-09-20 常州时创能源科技有限公司 硅片单面制绒与边缘刻蚀用添加剂及其应用
CN110396725A (zh) * 2019-07-10 2019-11-01 天津爱旭太阳能科技有限公司 一种单晶硅片的制绒添加剂及其应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113416547A (zh) * 2021-06-18 2021-09-21 常州时创能源股份有限公司 一种清洗绕镀多晶硅的碱腐蚀辅助剂及其应用
CN113502163A (zh) * 2021-09-10 2021-10-15 杭州晶宝新能源科技有限公司 用于形成太阳电池背结构的化学助剂、其制备方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9153728B2 (en) Ion implanted solar cells with in situ surface passivation
US9082924B2 (en) Method for preparing an N+PP+ or P+NN+ structure on silicon wafers
CN102239565B (zh) 太阳能电池单元的制造方法
JP5117770B2 (ja) 太陽電池の製造方法
JP2008010746A (ja) 太陽電池、および太陽電池の製造方法
CN112309849A (zh) 一种硅片单面刻蚀抛光的方法
CN112349802B (zh) 一种铸锭单晶或多晶非晶硅异质结太阳电池的制作方法
CN112117334A (zh) 选择性发射极的制备方法及太阳能电池的制备方法
CN112812776A (zh) 一种腐蚀液及其制备方法和应用
Sreejith et al. A low cost additive-free acid texturing process for large area commercial diamond-wire-sawn multicrystalline silicon solar cells
CN113675300A (zh) 一种异质结电池的制备方法
JP6144778B2 (ja) 太陽電池の製造方法
KR20150133243A (ko) 광 기전력 소자 및 그 제조 방법
CN111029441A (zh) 一种栅线钝化接触perc太阳能电池及其制备方法
CN111446326A (zh) 一种利用掩膜保护的太阳能电池单面制绒工艺
JP2012256713A (ja) 太陽電池の製造方法
JP2014090086A (ja) シリコン基板のエッチング方法、シリコン基板のエッチング液および太陽電池の製造方法
CN114023636A (zh) 一种硼扩SE结构的高效N型TOPCon电池制作方法
Nakamura et al. Texturization control for fabrication of high efficiency mono crystalline si solar cell
WO2012169277A1 (ja) テクスチャ構造の形成方法および太陽電池の製造方法
Hwang et al. Making silicon solar cells in a green, low-hazardous, and inexpensive way
CN103904168B (zh) 太阳能电池单元的制造方法
WO2011048656A1 (ja) 基板の粗面化方法、光起電力装置の製造方法
JP2014143272A (ja) 基板の粗面化方法、光起電力装置の製造方法
Quiebras Wet chemical textures for crystalline silicon solar cells

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210518