多晶制絨刻蝕深度對電池片轉(zhuǎn)化效率的影響.pdf

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1、總第180期doi：10．3969／j．issn．1005～2798．2014．08．012多晶制絨刻蝕深度對電池片轉(zhuǎn)化效率的影響李雪方，孟漢望，武佳娜，劉文超(山西潞安太陽能科技有限責(zé)任公司，山西長治046000)摘要：采用HF、HNO和純水的混合溶液對多晶硅片進行表面酸腐蝕絨面制備。實驗通過調(diào)整制絨設(shè)備滾輪轉(zhuǎn)速來控制刻蝕深度，制備出深度分別為3．2m、3．5txm和3．8txm的電池硅片，然后進行相同的電池生產(chǎn)工序．制備出生產(chǎn)用電池片。對比制絨微觀形貌和電學(xué)性能參數(shù)，結(jié)果顯示：在片源、電池生產(chǎn)實驗工藝

2、參數(shù)相同，制絨刻蝕深度為3．5m時，制備出的絨面微觀腐蝕坑均勻致密，電池轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)。關(guān)鍵詞：多晶硅片；酸腐蝕；滾輪轉(zhuǎn)速；電池轉(zhuǎn)換效率中圖分類號：TM914．4文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1005—2798(2014)08．0026—02在太陽能電池的生產(chǎn)工藝中，硅片表面絨面的其表面多次反射延長了光程，增加了對紅外光子的優(yōu)化制備是提高電池轉(zhuǎn)換效率的有效手段。目前多吸收，增強了電池片對光線的吸收能力，從而提高了晶硅片絨面的制備技術(shù)有：機械刻槽?、等離子刻電池片的轉(zhuǎn)換效率，其制絨的主要反應(yīng)方程式為：蝕_2]和各向

3、同性酸腐蝕。機械刻槽和等離子刻蝕Si+2HNO3=SiO2+H2O+NO技術(shù)制備出的多晶絨面有很好的陷光效果，但因其SiO2+6HF=H2SiF6+H2t相對復(fù)雜的處理工序和昂貴的加工設(shè)備，不能滿足1實驗輔材及設(shè)備工業(yè)化的大批量生產(chǎn)I3]。酸腐蝕制絨技術(shù)因其成本低和簡單的工序，可以廣泛應(yīng)用到太陽能電池的實驗選用江西賽維LDK太陽能高科技公司生規(guī)模生產(chǎn)中。因此，對酸腐蝕制絨技術(shù)的研究有著產(chǎn)的P型M2多晶硅片，面積為156mmx156mm；重要的意義。制絨酸腐蝕液為49％的HF，67％的HNO和純水；該實驗是

4、將多晶硅片置于酸／堿溶液中進行多制絨后的硅片用顯微鏡觀察其微觀形貌，制絨設(shè)備次化學(xué)反應(yīng)，對多晶硅片進行腐蝕、清洗、干燥。在硅為Centrothern公司生產(chǎn)的多晶槽式設(shè)備。片表面形成減反射的絨面結(jié)構(gòu)．再將硅片依次經(jīng)過2結(jié)果分析擴散、激光刻槽、濕法切邊、去PSG、PECVD鍍膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)和篩選等工藝，最后制成實用的太陽能2．1生產(chǎn)線各工藝參數(shù)對比電池片。制絨制備的減反射絨面結(jié)構(gòu)，當(dāng)入射光在該實驗中各工藝段的所用的參數(shù)如表1所示。表1各工藝參數(shù)除制絨刻蝕深度有較大差別外。其他工藝實驗2．2微觀形貌分析采

5、用相同的參數(shù)，因生產(chǎn)過程中會有些許差異，所以酸制絨絨面微觀腐蝕坑呈蠕蟲狀。該實驗制得每組電池片生產(chǎn)數(shù)量為500片，以保證實驗的穩(wěn)定的絨面微觀外貌在顯微鏡下觀察如圖1所示。和準(zhǔn)確性，表1中參數(shù)為每組電池片在各工藝中的圖1中(a)、(b)和(c)分別為制絨刻蝕深度是平均值。A組刻蝕深度為3．5m，B組刻蝕深度為3．2m、3．5Ixm和3．8m的硅片的微觀腐蝕坑形3．2m，C組刻蝕深度為3．8Ixm。貌圖．放大倍數(shù)為50倍。從圖中可以看出，3．5Ixm收稿日期：2014-04—10作者簡介：李雪方(1985一)

6、，女，山西大同人，碩士，助理工程師，從事光伏工藝調(diào)整工作。26李雪方等：多晶制絨刻蝕深度對電池片轉(zhuǎn)化效率的影響第23卷第8期的硅片其制絨蠕蟲狀的腐蝕坑比3．2m的均勻、均勻，可使光在其表面多次往返，延長了光程，增加致密，但坑的長度和寬度相差不大。該實驗是通過了光的吸收，降低表面反射率．提高了電池片的填充滾輪速度來控制制絨深度．硅片在腐蝕液中的時間因子，最終得到較好的轉(zhuǎn)換效率。越長，其刻蝕量越多。硅原子與HNO反應(yīng)在硅片．623表面形成點蝕坑，并迅速形成一層SiO，膜，該膜隨．623622622之被HF去除

7、。硅片表面在腐蝕液中經(jīng)過較長時間621蘭-621的氧化、溶解過程，即形成如圖1所示的蠕蟲狀腐蝕．62O620坑。當(dāng)刻蝕深度為3．8¨n時，南于浸泡時間較長，619．6l9形的的a)制絨深度為3．2tzm(b)制絨深度為3．5mr■————■——?！猐Il’J·l_1一f·．1【，I_，’t．1．．1，【，‘}．1．-．L．：。．-：．J．-．．-．__(c)制緘椿廈為3．8nl_l74f群穩(wěn)蝓岡1制絨面微觀形貌0．1693～00350—4—00—4502．3電學(xué)參數(shù)分析實驗制得的電池硅片在最后

8、進行模擬光照實驗，光照過程中產(chǎn)生不同的短路電流、開路電壓、并聯(lián)電阻和串聯(lián)電阻，同時記錄電池片的填充因子和光電轉(zhuǎn)化效率。呵圖2是實驗中不同刻蝕深度下各參l0o2003O040050o數(shù)的對比柱狀圖和效率散點圖。電池片數(shù)量／片圖2為組r電池片各電學(xué)參數(shù)柱狀圖和轉(zhuǎn)換效(e)轉(zhuǎn)換效率散點率的散點圖。刻蝕過淺，硅片表面織構(gòu)化不好，從圖圖2實驗電學(xué)性能參數(shù)對比2可以看出，3．2m硅片的腐蝕坑不夠致密，這樣造成絨面存在較大的表面反射率，導(dǎo)致