CN103614778A - 用于单晶硅片的无醇碱性制绒液、制绒方法、太阳能电池片及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于单晶硅片的无醇碱性制绒液、制绒方法、太阳能电池片及其制作方法。该用于单晶硅片的无醇碱性制绒液包括碱溶液和制绒添加剂，制绒添加剂为无醇添加剂。本发明摈弃了常规碱性制绒液中所采用的对人体和环境有害的异丙醇，仅采用碱溶液和无醇添加剂组成的无醇碱性制绒液对金刚石线切割得到的单晶硅片进行表面制绒就可以将硅片表面的腐蚀深度较容易地控制在5～7.5μm范围内，同时保证腐蚀的速率，增强了腐蚀的各向异性，制绒后得到的硅片表面的金字塔织构体积小且大小均匀一致，使得硅片表面的反射率降低了1%左右，增加了硅片表面对光的吸收，提高了太阳电池的转换效率。

Description

用于单晶硅片的无醇碱性制绒液、制绒方法、太阳能电池片及其制作方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种用于单晶硅片的无醇碱性制绒液、制绒方法、太阳能电池片及其制作方法。

背景技术

在太阳能电池片的制作过程中，为了提高太阳能电池的性能和效率，需要在硅片表面制作绒面，有效的绒面结构可使得入射太阳光在硅片表面多次反射和折射，改变入射光在硅片中的前进方向，一方面延长了光程，增加了硅片对红外光的吸收率；另一方面使得更多的光子在靠近p-n结附近的区域被吸收产生光生载流子，这些光生载流子更容易被收集，因此增加了光生载流子的收集效率。因此，制绒是制作太阳能电池的重要步骤，是制作具有减少反射功能的硅表面的有效方法，因此，在太阳能电池的制作过程中，一般都采用制绒的方式将硅片表面织构化，利用表面的陷光作用促进太阳光的吸收，提高电池的转换效率。

硅片制绒分为酸制绒和碱制绒，酸制绒即采用酸溶液（硝酸、盐酸、氢氟酸等）对硅片进行各向同性腐蚀，一般应用于多晶硅电池的制绒；而碱制绒采用碱溶液对单晶硅各向异性腐蚀，单晶硅电池的绒面通常是利用碱制绒形成，利用碱溶液对硅片的不同表面不同的腐蚀速率，如对（111）晶面腐蚀较慢，而对（100）晶面腐蚀较快。当采用碱溶液对硅片表面腐蚀时，由于各项异性腐蚀特性，会在硅片表面形成金字塔、倒金字塔等表面组织化结构，这些形成的金字塔型织构化表面使入射光多次反射，大大加强了光的吸收，提高了转换效率。

相对于单晶硅，多晶硅具有低成本的突出优势，在近年来的太阳能电池市场中占有着较大的比例。但是多晶硅中晶粒取向具有随机性，且存在大量晶界及缺陷，作为电池的基体材料，质量不及单晶硅。另一方面，由于多晶硅片中各晶粒的取向不一，在后续电池片制作过程中，不能使用综合效益很好的碱制绒方法。在生产中，对于多晶硅一般采用各向同性的酸制绒方式，通过改进已经能起到较好的织构化效果，但是跟碱制绒相比，还是存在较大差距。

考虑到单晶硅具有低缺陷、高转换效率、高效性等优点，其转换效率高达19%以上，特别是碱制绒方法的广泛应用使得单晶硅电池片更具优势，单晶硅片经过碱制绒在1000nm波长处，其反射率能够保持在10%以下，相对于多晶硅电池具有更优异的性能，故在生产上具有较高的生产价值。

目前主要采用常规多线单向切割工艺使用砂浆及钢线对硅锭进行切割，切割时会在硅片表面产生一定的损伤层，该损伤层较深，一般为5～11μm，如果该损伤层不能够被有效地去除掉，必将会影响电池的转换效率，故生产中一般采用如下方法对上述常规切割方法得到的单晶硅进行处理：预清洗—>水洗—>制绒—>水洗—>酸洗（氢氟酸和盐酸）—>酸洗（氢氟酸）—>热水洗—>慢提拉—>热风干燥。该操作步骤中采用碱制绒制作表面的陷光结构，反射率为9.1～10%。碱制绒是指制绒槽内装有氢氧化钾或氢氧化钠、异丙醇与制绒添加剂的混合溶液，然后将水洗后的硅片浸泡进制绒槽内制绒，制绒槽内硅与碱溶液发生如下反应：Si+2H₂O+2OH^-=SiO₂(OH)₂+2H₂。制绒过程中因为有异丙醇和制绒添加剂的参与反应不太剧烈，异丙醇可以降低硅片表面张力，减少气泡在硅表面的吸附，促进氢气泡的释放，使制绒后形成的金字塔织构更加均匀一致。

但是随着金刚石线切割硅片的广泛应用，考虑到金刚石线切割硅片具有较多的优势，人们不再采用现有的多线单向切割工艺。但目前所存在的问题是金刚石线切割后的硅片表面损伤层减小，如果再采用上述碱性制绒液进行制绒，会导致硅片表面的腐蚀速率变慢且不均匀，使得腐蚀深度不合格，最终导致硅片表面组织化结构金字塔的大小不均匀，进而降低了太阳能电池的转换效率。加上异丙醇为无色透明挥发性液体，有似乙醇和丙酮混合物的气味，其蒸汽能对眼睛、鼻子和咽喉产生轻微刺激，也能通过皮肤被人体吸收，并且异丙醇易挥发，因此在生产过程中对设备的密闭性要求高，经处理后含有异丙醇的废液也是行业的重要污染源之一，后续污染处理费用较高，不符合企业的节能减排和绿色无污染的要求。

因此，为了提高太阳能电池转换效率，有必要开发一种适合金刚石线切割硅片且对人体和环境无害的制绒工艺。

发明内容

本发明旨在提供一种用于单晶硅片的无醇碱性制绒液、制绒方法、太阳能电池片及其制作方法，采用无醇碱性制绒液对金刚石线切割后的单晶硅片表面制绒后得到的绒面上的金字塔结构较小且均匀一致，降低了硅片的表面反射率，提高了太阳能电池转换效率。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于单晶硅片的无醇碱性制绒液，无醇碱性制绒液包括碱溶液和制绒添加剂，制绒添加剂为无醇添加剂。

进一步地，在无醇碱性制绒液中，碱溶液的质量百分比浓度为1.5～7%，制绒添加剂的质量百分比浓度为0.3～0.8%。

进一步地，在无醇碱性制绒液中，碱溶液的质量百分比浓度为3%～5%，制绒添加剂的质量百分比浓度为0.4～0.65%。

进一步地，在无醇碱性制绒液中，碱溶液的质量百分比浓度为4%，制绒添加剂的质量百分比浓度为0.5%。

进一步地，无醇添加剂包括表面活性剂、绒面生长调节剂和消泡剂。

根据本发明的另一方面，提供了一种单晶硅片的碱性制绒方法，包括以下步骤：S1，配制上述任一种的无醇碱性制绒液；S2，将金刚石线切割后的单晶硅片置于无醇碱性制绒液中制绒；以及S3，取出单晶硅片，水洗，酸洗，干燥，得到制绒后的单晶硅片。

进一步地，将金刚石线切割后的单晶硅片置于无醇碱性制绒液中之前对单晶硅片进行预清洗和水洗。

进一步地，将金刚石线切割后的单晶硅片置于无醇碱性制绒液中后，将无醇碱性制绒液加热至80℃～90℃保持13～17分钟。

进一步地，制绒的过程中无醇碱性制绒液的补液量为150～250ml/100片。

根据本发明的再一方面，提供了一种太阳能电池片制作方法，包括对金刚石线切割后的单晶硅片进行制绒，该制绒步骤采用上述任一种的碱性制绒方法制绒。

根据本发明的又一方面，提供了一种太阳能电池片，该太阳能电池片为采用上述太阳能电池片的制作方法制作而成。

应用本发明的技术方案，摈弃了常规碱性制绒液中所采用的对人体和环境有害的异丙醇，仅采用碱溶液和无醇添加剂组成的无醇碱性制绒液对金刚石线切割得到的单晶硅片进行表面制绒就可以将硅片表面的腐蚀深度较容易地控制在5～7.5μm范围内，同时保证腐蚀的速率，增强了腐蚀的各向异性，制绒后得到的硅片表面的金字塔织构体积小且大小均匀一致，使得硅片表面的反射率降低了1%左右，增加了硅片表面对光的吸收，提高了太阳电池的转换效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为采用现有技术的制绒方法制作的单晶硅片表面的扫描电镜图；

图2为采用本发明的制绒方法制作的单晶硅片表面的扫描电镜图；以及

图3为采用本发明的制绒方法与采用现有技术中的制绒方法制作的单晶硅片表面的反射率变化趋势示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了解决采用常规的制绒工艺对金刚石线切割后的单晶硅片制绒时腐蚀速率下降，腐蚀深度降低以及制绒后硅片表面的金字塔结构大小不均匀一致的问题，本发明提供了一种用于单晶硅片的无醇碱性制绒液，该无醇碱性制绒液由碱溶液和制绒添加剂组成，制绒添加剂为无醇添加剂。

本发明摈弃了常规碱性制绒液中所采用的异丙醇，仅采用碱溶液和无醇添加剂组成的无醇碱性制绒液对金刚石线切割得到的单晶硅片进行表面制绒，就可以将硅片表面的腐蚀深度较容易地控制在5～7.5μm范围内，同时保证了腐蚀的速率，增强了腐蚀的各向异性，制绒后得到的硅片表面的金字塔织构体积小且大小均匀一致，使得硅片表面的反射率降低了1%左右，增加了硅片表面对光的吸收，提高了太阳电池的转换效率。

其中碱溶液为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液，本发明优选但并不局限于上述碱溶液，采用上述碱溶液对材料有各向异性腐蚀性，可以更好地与硅表面腐蚀制绒，进而形成组织均匀的金字塔织构的陷光绒面，同时还可以较好地去除硅片表面的油污及线锯损伤层。

为了避免碱性制绒液对人体和环境产生不利影响，本发明选择无醇添加剂，无醇添加剂的最大特点是对环境友好，无醇添加剂主要由表面活性剂、绒面生长调节剂以及消泡剂三部分组成，具体成分主要为苯甲酸钠、抗坏血酸、氢氧化钠和水等。其中表面活性剂主要用来增强硅片表面亲水性，加速硅片腐蚀及表面气泡脱离，去除硅片表面油污；绒面生长调节剂主要用来控制硅片在碱液中的腐蚀速度，增强晶面间各项异性；消泡剂主要用于代替传统IPA的作用，消除硅片表面的气泡脱，并辅助改善绒面金字塔外形，提升反应的各向异性。无机添加剂中含有大量有机基团，可作为硅片表面的成核点，大大提高“金字塔”的成核密度。另外，无醇添加剂的使用还可对硅片表面进行改性从而有效防止硅片清洗不干净、清洗剂残留而引起的色斑、绒面偏小等异常。

可见，本发明摈弃了现有技术中碱性制绒液中所添加的异丙醇，仅采用碱溶液与无醇添加剂对金刚石线切割后的单晶硅片制绒，同样保证了腐蚀速率，较容易地使硅片表面的腐蚀深度控制在5～7.5μm范围内，同时降低硅片表面的张力，减少气泡在硅表面的吸附，促进氢气泡的释放，增强了腐蚀的各向异性，使制绒后的金字塔织构更加均匀一致，同时还可以增加液体的粘稠度，减弱KOH溶液对硅片的腐蚀力度，增强腐蚀的各向异性，同时精简了制作程序，减少了环境的污染。

为了使得腐蚀速率与腐蚀深度更好地符合制绒需求，使得制绒后硅片表面金字塔织构体积大小更加均匀一致，较大程度地降低硅片表面的反射率，根据本发明的一种典型实施方式，在无醇碱性制绒液中，碱溶液的质量百分比浓度为1.5～7%，制绒添加剂的质量百分比浓度为0.3～0.8%。优选地，在无醇碱性制绒液中，碱溶液的质量百分比浓度为3～5%，制绒添加剂的质量百分比浓度为0.4～0.65%。进一步优选地，在无醇碱性制绒液中，碱溶液的质量百分比浓度为4%，制绒添加剂的质量百分比浓度为0.5%。本发明将碱溶液与制绒添加剂控制在上述比例范围内，使得两相平衡，从而得到了更加有利于提高太阳能电池转换效率的金字塔织构形貌。

根据本发明的另一方面，提高了一种用于单晶硅的碱性制绒方法，包括以下步骤：S1，配制上述任一种的无醇碱性制绒液；S2，将金刚石线切割后的单晶硅片置于无醇碱性制绒液中制绒；以及S3，取出单晶硅片，水洗，酸洗，干燥，得到制绒后的单晶硅片。该制作方法操作简单，适用于成本较低的槽式制绒设备。

在制绒过程中无醇碱性制绒液不断地被消耗，无醇碱性制绒液的浓度处于不断变化的状态，为了不影响其制绒效果，需要补充无醇碱性制绒液使其浓度满足制绒的要求。优选地，制绒过程中无醇碱性制绒液的补液量为150～250ml/100片。如果补液量高于250ml/100片，则会过度减弱KOH溶液对硅片的腐蚀力度，不能很好地形成金字塔结构；相反，如果补液量低于150ml/100片，则会造成腐蚀不均匀，金字塔大小均匀不一。

优选地，将金刚石线切割后的单晶硅片置于碱性制绒液中浸泡之前对待制绒单晶硅片依次进行预清洗和水洗。通过预清洗可以将金刚石石线切割后的有机杂质清洗掉，通过水洗可以洗去预清洗后残留在硅片表面上的药液，预清洗工艺可以增加硅片对入射光的吸收，有利于提高电池的短路电流，对提升电池光电转换效率具有重要意义。

将金刚石线切割并预清洗和水洗后的单晶硅片置于无醇碱性制绒液中，加热无醇碱性制绒液至80℃～90℃保持13～17分钟，该步骤可以使单晶硅片表面充分腐蚀并达到一定的腐蚀深度。之后采用机械手将腐蚀后的单晶硅片取出，之后放入水洗槽中水洗去除残留碱性制绒液。优选在水洗槽的底部设置鼓泡装置，这样产生的大量气泡有利于清洗掉粘附在硅片表面的碱性制绒液，提升漂洗效果。由于制绒后硅片表面具有较多的凹槽结构，使得一次漂洗很难将粘附在硅片表面的碱性制绒液清洗干净，因而水洗后酸洗。优选地，酸洗分为两步进行，先采用盐酸和氢氟酸混合液洗涤，该步骤中主要作用是为了中和硅片表面上的残余碱溶液，此外，酸洗液中的氯离子也可以和一些重金属粘污离子形成络合物而被去除，从而起到去除潜在的金属离子玷污的作用。之后采用氢氟酸洗涤，该步骤可以将硅片表面去氧化层，同时使硅片表面为斥水性，便于随后的热风干燥。酸洗结束后，将硅片送入新的水洗槽中二次漂洗，二次漂洗的目的是去除硅片表面的酸洗残留液，其中漂洗细节同上水洗步骤。水洗后将硅片慢慢提拉出来，热风干燥，就完成了碱性制绒步骤。

根据本发明的又一方面，还提供了一种太阳能电池片的制作方法，包括对金刚石线切割得到单晶硅片制绒，该制绒步骤为采用上述任一种碱性制绒方法制绒。

根据本发明再一方面，还提供了一种太阳能电池片，该太阳能电池片采用上述太阳能电池片的制作方法制作而成。

下面结合具体实施例和对比例进一步说明本发明的有益效果。

实施例1

将50ml质量百分比浓度为46%的氢氧化钠溶液和10ml无醇添加剂（型号为TS42，由常州时创能源科技有限公司提供）溶于去离子水中，配制成无醇碱性制绒液，其中氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为4%，无醇添加剂溶液的质量百分比浓度为0.5%。

采用双氧水与氢氧化钠混合液（V_双氧水：V_氢氧化钠：V_水=1.5:7:115）对金刚石线切割后的单晶硅片进行预清洗3分钟，之后水洗3分钟，水洗后单晶硅片进入含有上述无醇碱性制绒液的制绒槽中表面制绒保持17分钟，碱性制绒液的温度为80℃。

制绒后的单晶硅片进入水洗槽中水洗3分钟，然后送入到盛有40wt%氢氟酸与30wt%盐酸混合液的酸洗槽中(氢氟酸与盐酸的体积比为1:3)酸洗3分钟以去除硅片表面的金属离子，之后进入到盛有10wt%氢氟酸的酸洗槽中酸洗10分钟，之后进入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出来后热风干燥，得到制绒后单晶硅片，制绒过程中碱性制绒液的补液量为150ml/100片。

实施例2

将50ml质量百分比浓度为46%的氢氧化钠溶液和10ml无醇添加剂（型号为TS42，由常州时创能源科技有限公司提供）溶于去离子水中，配制成无醇碱性制绒液，其中氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为3%，无醇添加剂溶液的质量百分比浓度为0.4%。

采用双氧水与氢氧化钠混合液（V_双氧水：V_氢氧化钠：V_水=1.5:7:115）对金刚石线切割后的单晶硅片进行预清洗5分钟，之后水洗5分钟，水洗后单晶硅片进入含有上述无醇碱性制绒液的制绒槽中表面制绒保持13分钟，碱性制绒液的温度为90℃。

制绒后的单晶硅片进入水洗槽中水洗5分钟，然后送入到盛有40wt%氢氟酸与30wt%盐酸混合液的酸洗槽中(氢氟酸与盐酸的体积比为1:3)酸洗3分钟以去除硅片表面的金属离子，之后进入到盛有10wt%氢氟酸的酸洗槽中酸洗10分钟，之后进入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出来后热风干燥，得到制绒后单晶硅片，制绒过程中无醇碱性制绒液的补液量为250ml/100片。

实施例3

将50ml质量百分比浓度为46%的氢氧化钠溶液和10ml无醇添加剂（型号为TS42，由常州时创能源科技有限公司提供）溶于去离子水中，配制成无醇碱性制绒液，其中氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为5%，无醇添加剂溶液的质量百分比浓度为0.65%。

采用双氧水与氢氧化钠混合液（V_双氧水：V_氢氧化钠：V_水=1.5:7:115）对金刚石线切割后的单晶硅片进行预清洗5分钟，之后水洗5分钟，水洗后单晶硅片进入含有上述碱性制绒液的制绒槽中表面制绒保持13分钟，碱性制绒液的温度为85℃。

制绒后的单晶硅片进入水洗槽中水洗5分钟，然后送入到盛有40wt%氢氟酸与30wt%盐酸混合液的酸洗槽中(氢氟酸与盐酸的体积比为1:3)酸洗3分钟以去除硅片表面的金属离子，之后进入到盛有10wt%氢氟酸的酸洗槽中酸洗10分钟，之后进入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出来后热风干燥，得到制绒后单晶硅片，制绒过程中无醇碱性制绒液的补液量为250ml/100片。

实施例3中制绒后得到的单晶硅片表面的扫描电镜图如图1所示，从图1中可以看出，采用本发明的碱性制绒液对金刚石线切割后的单晶硅片制绒，形成的金字塔尺寸比较小，大约为2～3μm，并且分布比较均匀。

实施例4

将50ml质量百分比浓度为46%的氢氧化钠溶液和10ml无醇添加剂（型号为TS42，由常州时创能源科技有限公司提供）溶于去离子水中，配制成无醇碱性制绒液，其中氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为1.5%，无醇添加剂溶液的质量百分比浓度为0.3%。

采用双氧水与氢氧化钠混合液（V_双氧水：V_氢氧化钠：V_水=1.5:7:115）对金刚石线切割后的单晶硅片进行预清洗5分钟，之后水洗5分钟，水洗后单晶硅片进入含有上述无醇碱性制绒液的制绒槽中表面制绒保持15钟，无醇碱性制绒液的温度为80℃。

制绒后的单晶硅片进入水洗槽中水洗5分钟，然后送入到盛有40wt%氢氟酸与30wt%盐酸混合液的酸洗槽中(氢氟酸与盐酸的体积比为1:3)酸洗5分钟以去除硅片表面的金属离子，之后送入盛有10wt%氢氟酸的酸洗槽中酸洗8分钟，之后进入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出来后热风干燥，得到制绒后单晶硅片，制绒过程中无醇碱性制绒液的补液量为200ml/100片。

实施例5

将50ml质量百分比浓度为46%的氢氧化钠溶液和10ml无醇添加剂（型号为TS42，由常州时创能源科技有限公司提供）溶于去离子水中，配制成无醇碱性制绒液，其中氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为7%，无醇添加剂溶液的质量百分比浓度为0.8%。

采用双氧水与氢氧化钠混合液（V_双氧水：V_氢氧化钠：V_水=1.5:7:115）对金刚石线切割后的单晶硅片进行预清洗5分钟，之后水洗5分钟，水洗后单晶硅片进入含有上述无醇碱性制绒液的制绒槽中表面制绒保持17钟，无醇碱性制绒液的温度为90℃。

制绒后的单晶硅片进入水洗槽中水洗5分钟，然后送入到盛有40wt%氢氟酸与30wt%盐酸混合液的酸洗槽中(氢氟酸与盐酸的体积比为1:3)酸洗5分钟以去除硅片表面的金属离子，之后送入盛有10wt%氢氟酸的酸洗槽中酸洗8分钟，之后进入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出来后热风干燥，得到制绒后单晶硅片，制绒过程中无醇碱性制绒液的补液量为150ml/100片。

实施例6

将50ml质量百分比浓度为46%的氢氧化钠溶液和10ml无醇添加剂（型号为TS42，由常州时创能源科技有限公司提供）溶于去离子水中，配制成无醇碱性制绒液，其中氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为0.7%，无醇添加剂溶液的质量百分比浓度为0.2%。

采用双氧水与氢氧化钠混合液（V_双氧水：V_氢氧化钠：V_水=1.5:7:115）对金刚石线切割后的单晶硅片进行预清洗8分钟，之后水洗8分钟，水洗后单晶硅片送入含有上述碱性制绒液的制绒槽中表面制绒保持14钟，无醇碱性制绒液温度为90℃。

制绒后的单晶硅片进入水洗槽中水洗5分钟，然后送入到盛有40wt%氢氟酸与30wt%盐酸混合液的酸洗槽中(氢氟酸与盐酸的体积比为1:3)酸洗5分钟以去除硅片表面的金属离子，之后送入盛有10wt%氢氟酸的酸洗槽中酸洗8分钟，之后进入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出来后热风干燥，得到制绒后单晶硅片，制绒过程中无醇碱性制绒液的补液量为180ml/100片。

对比例1

将50ml质量百分比浓度为46%的氢氧化钠溶液、85.7ml异丙醇和29ml有醇添加剂（型号为S929，由常州时创能源科技有限公司提供）溶于去离子水中，配制成碱性制绒液，其中氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为1.0%，有醇制绒添加剂溶液的质量百分比浓度为0.1%。

采用双氧水与氢氧化钠混合液（V_双氧水：V_氢氧化钠：V_水=1.5:7:115）对金刚石线切割后的单晶硅片进行预清洗3分钟，之后水洗3分钟，水洗后单晶硅片进入含有上述碱性制绒液的制绒槽中表面制绒保持17分钟，碱性制绒液的温度为80℃。

将绒后的单晶硅片送入水洗槽中水洗3分钟，然后送入到盛有40wt%氢氟酸与30wt%盐酸混合液的酸洗槽中(氢氟酸与盐酸的体积比为1:3)酸洗3分钟以去除硅片表面的金属离子，之后进入到盛有10wt%氢氟酸的酸洗槽中酸洗10分钟，之后进入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出来后热风干燥，得到制绒后单晶硅片，制绒过程中碱性制绒液的补液量为150ml/100片。

对比例1中制绒后的单晶硅片表面的扫描电镜图如图2所示，从图2中可以看出，采用现有的碱性制绒液对金刚石线切割后的单晶硅片制绒，在单晶硅片绒面上形成的金字塔尺寸比较大，约为8～10μm，大小分布不均。究其原因，主要是因为金刚石线切割后的硅片表面损伤层减小，按照上述常规的碱制绒工艺，会导致硅片表面的腐蚀速率变慢且不均匀，降低腐蚀深度，最终导致硅片表面组织化结构金字塔的大小不均匀，进而降低了太阳能电池的转换效率。

采用D8J积分反射仪检测单晶硅片的表面反射率，其反射率趋势见图3。从图3中可以看出，采用本发明的碱性制绒方法增加了硅片表面对光的吸收，显著地降低了单晶硅的表面反射率，与对比例1相比，实施例1中制作的单晶硅片的反射率降低了近1.0%。

将实施例1至6以及对比例1中制绒后的单晶硅片在相同条件下依次进行抛光、扩散制结、边缘刻蚀、去磷硅玻璃、等离子刻蚀、去硼硅玻璃、湿钝化、镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结，形成实施例1至6以及对比例1中对应的太阳能电池片。采用halm测试仪器测定太阳能电池片的Uoc，Isc，FF，Eff，具体性能数据见表1。

表1

从表1中可以看出，采用本发明的制绒方法明显地提升了太阳能电池片的开路电压和短路电流，并增大了电池片的填充因子，提高了太阳能电池片的光电转换效率。

从以上的描述中可以看出，本发明摈弃了常规碱性制绒液中所采用的异丙醇，仅采用碱溶液和制绒添加剂组成的无醇碱性制绒液对金刚石线切割得到的单晶硅片进行表面制绒，就可以将硅片表面的腐蚀深度较容易地控制在5～7.5μm范围内，同时保证腐蚀的速率，增强了腐蚀的各向异性，制绒后得到的硅片表面的金字塔织构体积小且大小均匀一致，使得硅片表面的反射率降低了1%左右，增加了硅片表面对光的吸收，提高了太阳电池的转换效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用于单晶硅片的无醇碱性制绒液，其特征在于，所述无醇碱性制绒液包括碱溶液和制绒添加剂，所述制绒添加剂为无醇添加剂。

2.根据权利要求1所述的无醇碱性制绒液，其特征在于，在所述无醇碱性制绒液中，所述碱溶液的质量百分比浓度为1.5～7%，所述制绒添加剂的质量百分比浓度为0.3～0.8%。

3.根据权利要求2所述的无醇碱性制绒液，其特征在于，在所述无醇碱性制绒液中，所述碱溶液的质量百分比浓度为3%～5%，所述制绒添加剂的质量百分比浓度为0.4～0.65%。

4.根据权利要求3所述的无醇碱性制绒液，其特征在于，在所述无醇碱性制绒液中，所述碱溶液的质量百分比浓度为4%，所述制绒添加剂的质量百分比浓度为0.5%。

5.根据权利要求1所述的无醇碱性制绒液，其特征在于，所述无醇添加剂包括表面活性剂、绒面生长调节剂和消泡剂。

6.一种单晶硅片的碱性制绒方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，配制权利要求1至5中任一项所述的无醇碱性制绒液；

S2，将金刚石线切割后的单晶硅片置于所述无醇碱性制绒液中制绒；以及

S3，取出所述单晶硅片，水洗，酸洗，干燥，得到制绒后的所述单晶硅片。

7.根据权利要求6所述的碱性制绒方法，其特征在于，将金刚石线切割后的所述单晶硅片置于所述无醇碱性制绒液中之前对所述单晶硅片进行预清洗和水洗。

8.根据权利要求6所述的碱性制绒方法，其特征在于，将金刚石线切割后的所述单晶硅片置于所述无醇碱性制绒液中后，将所述无醇碱性制绒液加热至80℃～90℃保持13～17分钟。

9.根据权利要求6所述的碱性制绒方法，其特征在于，所述制绒的过程中所述无醇碱性制绒液的补液量为150～250ml/100片。

10.一种太阳能电池片制作方法，包括对金刚石线切割后的单晶硅片进行制绒，其特征在于，所述制绒步骤采用权利要求6至9中任一项所述的碱性制绒方法制绒。

11.一种太阳能电池片，其特征在于，采用权利要求10中太阳能电池片的制作方法制作而成。

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