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1、(10)申请公布号 CN 102610692 A (43)申请公布日 2012.07.25 C N 1 0 2 6 1 0 6 9 2 A *CN102610692A* (21)申请号 201210061306.9 (22)申请日 2012.03.09 H01L 31/18(2006.01) (71)申请人润峰电力有限公司 地址 277600 山东省济宁市微山县微山经济 开发区润峰工业园 (72)发明人杨雷 何晨旭 凌振江 殷海亭 王冬松 王步峰 (74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限 公司 37221 代理人邓建国 (54) 发明名称 一种晶体硅纳米-微米复合绒面的制备方法 (57) 。
2、摘要 本发明涉及一种晶体硅纳米-微米复合绒面 的制备方法。其技术特征在于先将晶硅硅片进行 清洗、制绒，形成微米级绒面；然后在硅片表面均 匀覆盖一层非连续纳米级贵金属粒子；再用化学 腐蚀液选择性腐蚀硅片表面，形成纳米级绒面； 最后用化学溶液清洗去除贵金属粒子。使用该方 法制备的复合绒面同时存在微米级和纳米级结 构，绒面结构更加精细，大大提高了硅片表面的陷 光效果，能有效提高电池的短路电流，从而提高电 池光电转换效率。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1页。
3、 2 1.一种晶体硅纳米-微米复合绒面的制备方法,包括下列步骤： （1）将晶硅硅片进行清洗、腐蚀制绒，形成微米级绒面； （2）在硅片表面均匀覆盖一层非连续纳米级贵金属粒子； （3）用化学腐蚀液选择性腐蚀硅片表面，形成纳米级绒面； （4）化学溶液去除贵金属粒子。 2.如权利要求1所述的晶体硅纳米-微米复合绒面的制备方法，其特征是，所述步骤 （2）中贵金属粒子为银粒子、金粒子或铂粒子中的一种或几种。 3.如权利要求1所述的晶体硅纳米-微米复合绒面的制备方法，其特征是，所述步骤 （2）中贵金属粒子的粒径为550nm。 4.如权利要求1所述的晶体硅纳米-微米复合绒面的制备方法，其特征是，所述步骤 （3。
4、）中化学腐蚀液为浓度百分比49%的HF、浓度百分比30%的H 2 O 2 和H 2 O的混合溶液，浓度 百分比49%的HF、浓度百分比30%的H 2 O 2 和H 2 O的体积比为1：(0.55)：(520)。 5.如权利要求1或4所述的晶体硅纳米-微米复合绒面的制备方法，其特征是，所述化 学腐蚀液腐蚀硅片的时间为310min。 权 利 要 求 书CN 102610692 A 1/3页 3 一种晶体硅纳米 - 微米复合绒面的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种晶体硅纳米-微米复合绒面的制备方法。 背景技术 0002 工业上规模化生产晶硅太阳能电池的重点方向是降低电池生产成本和提高电池 。
5、效率。在提高电池效率方面，减少电池受光面对光的反射，增加电池对光的吸收是提高电池 效率的有效手段之一。增加电池对光吸收的方法主要有三种：一是在电池表面覆盖减反射 膜，减少光的反射；二是在电池表面生长宽带隙的异质层，增加对光的光谱响应范围；三是 在电池表面制备各种绒面，制造陷光效果，减少光的反射。其中，工业生产上制备的绒面其 陷光效果有很大的改进空间。常规生产晶硅太阳能电池对于绒面的制备，一般采用酸腐蚀 和碱腐蚀两种方法，波长范围400nm1100nm测试其所制备的绒面反射率在1225%之 间，也即照射到电池表面的太阳光，仍有12%以上的光线被反射出去，没有被太阳能电池利 用。为了更充分地利用太。
6、阳光，降低电池受光面对光的反射率，人们研究出了很多新型制绒 方法，如反应离子刻蚀法、光刻法、机械刻槽法等等，但却存在容易产生损伤层、生产成本高 昂等问题。 发明内容 0003 本发明的目的在于通过使用一种低成本的化学方法，在硅片表面制备纳米-微米 复合绒面，来加强电池表面的陷光效果，增加电池对光的吸收，减少光的反射损失，提高电 池对光的利用率，从而提高电池的光电转换效率。 0004 本发明的晶体硅纳米-微米复合绒面的制备方法， 由以下几步完成： 第一步，将晶硅硅片进行清洗、腐蚀制绒，形成微米级绒面； 第二步，在硅片表面均匀覆盖一层非连续纳米级贵金属粒子； 第三步，用化学腐蚀液选择性腐蚀硅片表面。
7、，形成纳米级绒面； 第四步，化学溶液去除贵金属粒子。 0005 本制备方法中的晶硅硅片可以是单晶或多晶硅片。其中单晶硅片在制绒过程中优 选碱性腐蚀液制绒，形成金字塔状绒面；多晶硅片在制绒过程中优选酸性腐蚀液制绒，形成 蠕虫状绒面。 0006 在制完绒面的硅片表面覆盖一层非连续的贵金属粒子，覆盖贵金属粒子的方法可 以为化学还原沉积法、乳液涂覆法、溅射法或电镀法；覆盖的贵金属粒子可以为银粒子、金 粒子或铂粒子中的一种或几种；贵金属粒子的粒径为550nm；将覆盖有贵金属粒子的硅 片放入到浓度百分比49%的HF、浓度百分比30%的H 2 O 2 和H 2 O组成的化学腐蚀液中进行选 择性腐蚀，HF浓度。
8、百分比49%的HF、浓度百分比30%的H 2 O 2 和H 2 O的体积比为1：(0.5 5)：(520)，腐蚀时间为310min；最后将贵金属粒子用化学溶液清洗去除。 0007 本发明通过利用纳米级贵金属粒子的特殊性能，在硅片微米级的绒面上选择性的 腐蚀形成纳米级的凹坑，从而形成纳米-微米级复合绒面，加强硅片陷光效果，增加电池对 说 明 书CN 102610692 A 2/3页 4 光线的吸收，最终提高电池对太阳光的利用率，提高电池光电转换效率。 附图说明 0008 图1为本发明单晶硅片复合绒面结构的制备工艺流程图。其中，S11为单晶原生 硅片；S12为碱性腐蚀液制绒形成微米级绒面；S13为。
9、覆盖贵金属粒子；S14为化学腐蚀液 选择性腐蚀形成纳米级绒面；S15为化学溶液清洗去除贵金属粒子。 0009 图2为本发明多晶硅片复合绒面结构的制备工艺流程图。其中，S21为多晶原生 硅片；S22为酸性腐蚀液制绒形成微米级绒面；S23为覆盖贵金属粒子；S24为化学溶液选 择性腐蚀形成纳米级绒面；S25为化学溶液清洗去除贵金属粒子。 具体实施方式 0010 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。 0011 实施例1：将单晶硅片进行清洗，碱性腐蚀液制绒，形成金字塔状绒面；再将硅片 浸入到Na 2 S 2 O 8 和AgNO 3 的水溶液中，在硅片表面化学还原沉积形成纳米级的银粒子，银粒 子粒径。
10、为50nm；然后将覆盖有银粒子的硅片放入到浓度百分比49%的HF、浓度百分比30% 的H 2 O 2 和H 2 O组成的化学腐蚀液中进行选择性腐蚀，HF：H 2 O 2 ：H 2 O的体积比为1：(0.55)： (520)，优选1：5：20，腐蚀时间为310min，优选10min；最后将硅片放入到50%的浓 HNO 3 溶液中清洗去除银粒子。 0012 实施例2： 将单晶硅片进行清洗，碱性腐蚀液制绒，形成金字塔状绒面；再在硅片 表面涂覆一层由高分子包裹的纳米金粒子乳液，金粒子粒径为5nm，烘干；然后将覆盖有金 粒子的硅片放入到浓度百分比49%的HF、浓度百分比30%的H 2 O 2 和H 2 。
11、O组成的化学腐蚀液 中进行选择性腐蚀，HF：H 2 O 2 ：H 2 O的体积比为1：(0.55)：(520)，优选1：0.5：5；腐蚀 时间为310min，优选3min；最后将硅片放入到KI和I2的水溶液中去除金粒子。 0013 实施例3： 将单晶硅片进行清洗，碱性腐蚀液制绒，形成金字塔状绒面；再在硅片 表面溅射一层非连续的纳米铂粒子层，铂粒子粒径为30nm；然后将覆盖有铂粒子的硅片放 入到浓度百分比49%的HF、浓度百分比30%的H 2 O 2 和H 2 O组成的化学腐蚀液中进行选择性腐 蚀，HF：H 2 O 2 ：H 2 O的体积比为1：(0.55)：(520)，优选1：3：10；腐蚀时。
12、间为310min， 优选5min；最后将硅片放入到王水溶液中清洗去除铂粒子。 0014 实施例4： 将多晶硅片进行清洗，酸性腐蚀液制绒，形成蠕虫状绒面；再将硅片浸 入到Na 2 S 2 O 8 和AgNO 3 的水溶液中，在硅片表面化学还原覆盖形成纳米级的银粒子，银粒子 直径为10nm；然后将覆盖有银粒子的硅片放入到浓度百分比49%的HF、浓度百分比30%的 H 2 O 2 和H 2 O组成的化学腐蚀液中进行选择性腐蚀，HF：H 2 O 2 ：H 2 O的体积比为1：3：20；腐蚀时 间为310min，优选10min；最后将硅片放入到50%的浓HNO 3 溶液中清洗去除银粒子。 0015 实施。
13、例5： 将多晶硅片进行清洗，酸性腐蚀液制绒，形成蠕虫状绒面；再在硅片表 面涂覆一层由高分子包裹的金粒子乳液，金粒子直径为10nm，烘干；然后将覆盖有金粒子 的硅片放入到浓度百分比49%的HF、浓度百分比30%的H 2 O 2 和H 2 O组成的化学腐蚀液中进 行选择性腐蚀，HF：H 2 O 2 ：H 2 O的体积比为1：(0.55)：(520)，优选1：0.5：10；腐蚀时间 为310min，优选3min；最后将硅片放入到KI和I2的水溶液中清洗去除金粒子。 0016 实施例6： 将多晶硅片进行清洗，酸性腐蚀液制绒，形成蠕虫状绒面；再在硅片表 说 明 书CN 102610692 A 3/3页 。
14、5 面溅射一层非连续的纳米铂粒子层，铂粒子直径为20nm；然后将覆盖有铂粒子的硅片放入 到浓度百分比49%的HF、浓度百分比30%的H 2 O 2 和H 2 O组成的化学腐蚀液中进行选择性腐 蚀，HF：H 2 O 2 ：H 2 O的体积比为1：(0.55)：(520)，优选1：2：5；腐蚀时间为310min， 优选5min；最后将硅片放入到王水溶液中清洗去除铂粒子。 0017 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。 说 明 书CN 102610692 A 1/1页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102610692 A 。