CN115000241A - 一种低反射率单晶硅及其制绒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涉及一种低反射率单晶硅及其制绒方法，属于光电核心材料制备领域。本发明通过将单晶硅置于40‑80℃的制绒液中，在10K‑60K Hz的超声功率下，处理2‑40Min；处理期间单晶硅在制绒液中以100‑1000r/min的转速旋转。在本发明中通过控制单晶硅的旋转使单晶硅与制绒液均匀接触，并实现单晶硅与制绒液接触面处制绒液浓度控制和温度控制；另外，在超声处理的作用下能避免在单晶硅表面形成“掩膜”。通过本发明制备得到一种表面密布椭球型结构且椭球型结构表面遍布沟壑的低反射率单晶硅。
Description
技术领域
本发明属于光电核心材料制备领域，具体涉及一种低反射率单晶硅及其制绒方法。
背景技术
为了提高太阳能电池的光电转换性能，常在单晶硅表面进行制绒处理，有效的绒面结构能使电池片尽可能多的吸收太阳光，增加关的吸收率，从而提高电池的装换效率。单晶硅制绒工艺主要包括预清洗、粗抛、制绒、酸洗和甩干阶段。在制绒阶段利用制绒液在单晶硅材料的表面进行腐蚀处理，形成低反射率的表面织构。目前工业上主要采用NaOH/KOH溶液进行各向异性腐蚀，然而反应产生的H2和硅的络合物因为范德华力的作用而吸附在单晶硅材料表面形成“掩膜”，不利于反应的进一步进行。此外，现有的制绒工艺所制备的绒面结构都是常见的近似于金字塔的四棱锥结构，这种结构虽然较规则但对光的反射面较少，形成二次或多次吸收不够多，导致反射率偏高，光电转换率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单晶硅制绒方法及其所制备的产品。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种单晶硅制绒方法，其特征在于：将单晶硅置于40-80℃的制绒液中，在10K-60KHz的超声功率下，处理2-40min；处理期间所述单晶硅在制绒液中以100-1000r/min的转速旋转。
优选的，按质量百分比计，所述制绒液由如下组分组成：浓度为1-20mol/L的碱溶液10-50％、聚乙烯醇1-10％，余量为水。
优选的，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
优选的，所述聚乙烯醇分子量为2-4万。
优选的，所述水为去离子水。
单晶硅制绒方法制备的低反射率单晶硅。
优选的，所述单晶硅表面密布椭球型结构，所述椭球型结构表面遍布沟壑。
优选的，所述单晶硅在500-1200nm波段范围内的平均反射率为8％-30％。
本发明的有益效果在于：
在本发明中通过控制单晶硅的旋转使单晶硅与制绒液均匀接触，在旋转的作用下促进单晶硅表面处制绒液流动，维持单晶硅表面制绒液浓度相对稳定，保证单晶硅表面制绒反应均匀发生。另外，在超声处理的作用下能避免在单晶硅表面形成“掩膜”，使单晶硅与制绒持续接触发生反应。本发明制备得到一种低表面反射率的单晶硅，该单晶硅在500-1200nm波段范围内的平均反射率为8％-30％，其表面密布椭球型结构，椭球型结构表面遍布沟壑；椭球型结构相比于金字塔型结构拥有更大的比表面积，大的比表面积和表面遍布沟壑能形成二次或多次吸收，减小反射率，提高光电转换率。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为1000倍率下的实施例1制备的单晶硅表面微观形貌照片；
图2为1000倍率下的实施例2制备的单晶硅表面微观形貌照片；
图3为1000倍率下的实施例3制备的单晶硅表面微观形貌照片；
图4为1000倍率下的实施例4制备的单晶硅表面微观形貌照片；
图5为实施例1-4的反射波谱曲线；
图6为外购制绒液在实施例2条件下制备的单晶硅反射率和未制绒硅片的反射率。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
按质量百分比计，取浓度为12mol/L的氢氧化钠碱溶液30％、分子量为2-4万的聚乙烯醇8％，余量为去离子水，配制得到制绒液。将单晶硅置于60℃的制绒液中，在20K Hz的超声功率下，处理10min；处理期间单晶硅在制绒液中以800r/min的转速旋转。
实施例2
按质量百分比计，取浓度为10mol/L的氢氧化钠碱溶液40％、分子量为2-4万的聚乙烯醇4％，余量为去离子水，配制得到制绒液。将单晶硅置于60℃的制绒液中，在40K Hz的超声功率下，处理20min；处理期间单晶硅在制绒液中以400r/min的转速旋转。
实施例3
按质量百分比计，取浓度为1mol/L的氢氧化钾碱溶液12％、分子量为2-4万的聚乙烯醇1％，余量为去离子水，配制得到制绒液。将单晶硅置于40℃的制绒液中，在10K Hz的超声功率下，处理30min；处理期间单晶硅在制绒液中以100r/min的转速旋转。
实施例4
按质量百分比计，取浓度为20mol/L的氢氧化钾碱溶液50％、分子量为2-4万的聚乙烯醇10％，余量为去离子水，配制得到制绒液。将单晶硅置于80℃的制绒液中，在60K Hz的超声功率下，处理40min；处理期间单晶硅在制绒液中以1000r/min的转速旋转。
测试实验
采用紫外可见近红外光谱仪(岛津，3600plus)测试样品反射率。
分别取实施例1-4单晶硅制绒样品在500-1200nm波段范围内的表面反射率为8％-30％，得图5反射波谱曲线图。由图可知，在200-2000nm波段范围内，在紫外波段(200-400nm)反射率最大(大于50％)；在可见光波段(400-760nm)反射率较小(小于30％)；在红外波段(>760nm)反射率波动较大，在1150nm处发生突增，整体上小于50％。实施例2条件制备的样品反射率最小，在725～1125nm波长范围内平均反射率为8.59％。与传统的制绒相比，本发明的制绒时间缩短了20-30min，温度降低了10-30℃，反射率降低约1.4％，制绒液成分简单，椭球形结构大小分布均匀，无尖锐的棱边和顶角。
图6是外购制绒液在实施例2条件下制备的单晶硅反射率和未制绒硅片的反射率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种单晶硅制绒方法，其特征在于：将单晶硅置于40-80℃的制绒液中，在10K-60KHz的超声功率下，处理2-40min；处理期间所述单晶硅在所述制绒液中以100-1000r/min的转速旋转。
2.如权利要求1所述的制绒方法，其特征在于，按质量百分比计，所述制绒液由如下组分组成：浓度为1-20mol/L的碱溶液10-50％、聚乙烯醇1-10％，余量为水。
3.如权利要求2所述的制绒方法，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
4.如权利要求2所述的制绒方法，其特征在于，所述聚乙烯醇分子量为2-4万。
5.如权利要求2所述的制绒方法，其特征在于，所述水为去离子水。
6.由权利要求1-5任一项所述的单晶硅制绒方法制备的低反射率单晶硅。
7.如权利要求6所述的单晶硅，其特征在于，所述单晶硅表面密布椭球型结构，所述椭球型结构表面遍布沟壑。
8.如权利要求7所述的单晶硅，其特征在于，所述单晶硅在500-1200nm波段范围内的的平均反射率为8％-30％。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009123811A (ja) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Niigata Univ | テクスチャー形成用エッチング液 |
| WO2012036177A1 (ja) * | 2010-09-13 | 2012-03-22 | 株式会社Sumco | ウェーハの表面処理方法および製造方法 |
| CN103721968A (zh) * | 2012-10-15 | 2014-04-16 | 江苏天宇光伏科技有限公司 | 一种提高电池转换效率的制绒清洗方法 |
| CN103938276A (zh) * | 2013-01-23 | 2014-07-23 | 尚德太阳能电力有限公司 | 一种单晶硅片制绒添加剂、制绒液及对应的制绒方法 |
| 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 |
| CN109267154A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-01-25 | 横店集团东磁股份有限公司 | 金刚线切割单晶硅表面制绒方法 |
| CN209747478U (zh) * | 2019-06-12 | 2019-12-06 | 中威新能源(成都)有限公司 | 一种花篮转动式硅片制绒装置 |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009123811A (ja) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Niigata Univ | テクスチャー形成用エッチング液 |
| WO2012036177A1 (ja) * | 2010-09-13 | 2012-03-22 | 株式会社Sumco | ウェーハの表面処理方法および製造方法 |
| CN103721968A (zh) * | 2012-10-15 | 2014-04-16 | 江苏天宇光伏科技有限公司 | 一种提高电池转换效率的制绒清洗方法 |
| CN103938276A (zh) * | 2013-01-23 | 2014-07-23 | 尚德太阳能电力有限公司 | 一种单晶硅片制绒添加剂、制绒液及对应的制绒方法 |
| 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 |
| CN109267154A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-01-25 | 横店集团东磁股份有限公司 | 金刚线切割单晶硅表面制绒方法 |
| CN209747478U (zh) * | 2019-06-12 | 2019-12-06 | 中威新能源(成都)有限公司 | 一种花篮转动式硅片制绒装置 |
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