清洗工艺在太阳能电池工业化生产中的应用
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清洗工艺在太阳能电池工业化生产中的应用 作者：邱燕
来源：《无线互联科技》2014年第06期
摘要：太阳能电池工业化生产中采用前清洗工艺，可以有效地去除硅片表面的机械损伤层，清除表面油污和金属杂质，形成起伏不平的绒面进而增加对太阳光的吸收，增加PN 结面积，最终提高硅晶体太阳电池的光电转换效率。后清洗工艺可以有效地进行湿法刻蚀和去除在扩散过程中形成的PSG 。
关键词：前清洗；后清洗；制绒；刻蚀太阳能电池是一种利用光生伏特效应把光能转变为电能的器件，是太阳能光伏发电的基础和核心。自哥哈本会议后，从美国到欧盟等各个发达国家已经把新能源和节能提高到社会和经济发展的战略高度，中国政府也在2009年的国务院文件中提出要加大对新能源等战略性新兴产业的金融支持，太阳能光伏发电成为了电力学科的一大研究热点。然而，我国太阳能发电却一直处于“花香却难满园”的尴尬处境，其主要原因在于居高不下的制造成本导致电价水平不能与其他发电方式形成竞争，目前太阳能电池大规模生产中大多采用的在硅衬底片表面制备高质量的减反绒面（制绒）来提高太阳能电池光电转换效率是解决这一问题的关键手段[1]。
1清洗工艺在硅晶体电池生产中的应用
前清洗（制绒）主要是去除硅片表面的机械损伤、硅片表面的油污和金属杂质和形成起伏不平的绒面，增加硅片对太阳光的吸收。后清洗（刻蚀）主要是. 去除背结和使边缘绝缘。
1.1 前清洗工艺
前清洗工艺中以HF-HNO3为基础的酸腐蚀技术制备出的mc-Si 片的绒面是由很多半球形状的“凹陷”组成，这些凹陷具有很好的陷光作用，因此极大地提高了mc-Si 太阳电池的性能。 多晶前清洗工艺以酸腐蚀液为HF 、HNO3和去离子水按一定比例混合而成, 其中HNO3为强氧化剂, 在硅片表面形成SiO2；HF 的作用是与反应的中间产物SiO2反应生成络合物H2 SiF6以促进反应进行; 水对反应起缓冲作用; 反应中还会生成少量的HNO2, 它能促进反应的发生, 因此这是一种自催化反应。
单晶前清洗工艺利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌，以减少硅片表面的反射率。 反应式为：Si+2NaOH+H2O →Na2SiO3+2H2 ↑
单晶前清洗常出现的异常现象及处理方式：1）出现雨点状的斑点，只要加入少量乙醇或异丙醇即可消除。2）硅片上端部分光亮，表明液位不够或溶液粘稠度过大，使篮框漂浮起