太阳能光伏清洗制绒设备(1)-北极星太阳能光伏网

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清洗制绒作为太阳电池生产中的第一个工序，该工序主要用于硅片在扩散前的硅片腐蚀处理。目的是为了在硅片上获得表面绒面结构，这种绒面结构对提高晶体硅对光的吸收率有着重要的作用。对于单晶硅来说，采用碱溶液的各向异性腐蚀，即可以在其（１００）面得到理想的绒面结构；而多晶硅由于存在多种不同晶向，采用上面的方法无法获得均匀的绒面，也不能有效降低多晶硅的反射率。目前，多晶硅绒面技术主要有机械刻槽、激光刻槽、等离子刻蚀（ＲＩＥ）和各向同性酸腐蚀。机械刻槽的工艺方法要求硅片厚度在２００μｍ以上，因为刻槽的深度一般在５０μｍ的量级上，所以对硅片的厚度要求很高，而这样的技术会增加成本。等离子刻蚀制备出硅片表面陷光效果是非常好的，但它需要相对复杂的处理工序和昂贵的加工系统。在硅片表面织构的制作过程中，可能会引入机械应力和损伤，在后处理中形成缺陷。而各向同性酸腐蚀技术可以比较容易地整合到当前的太阳电池处理工序中，它的制作成本基本上是最低的，在大规模工业化生产中，各向同性酸腐蚀是目前广泛应用的多晶硅太阳电池绒面技术。本章主要讨论清洗制绒（碱性制绒和酸性制绒）的基本原理及其清洗制绒设备的主要结构、工艺流程、维护和发展方向。

1晶体硅表面减反射及其制绒原理

3.1．1晶体硅表面减反射原理

在太阳电池中，其能量的损失有两种类型：光学损失和电学损失，其中光学损失主要体现以下３种方式：

１．硅表面的反射损失，经处理的抛光硅片反射率可达３０％以上；

２．上电极的遮光损失，作为上电极的金属栅线要遮掉５％～１５％的入射光；

３．进入硅片能量大于禁带宽度的光子在电池背面的投射。

３种光学性质的损失中，硅表面的反射损失最多。通过在太阳电池表面制备绒面可以有效降低太阳电池的表面反射率，入射光在电池表面多次反射延长了光程，增加了对红外光子的吸收（如图３．１），而且有较多的光子在Ｐ－Ｎ结附近产生光生载流子，从而增加了光生载流子的收集几率；另外，同样尺寸的基片，绒面电池的Ｐ－Ｎ结面积较大，可以提高短路电流，转换效率也有相应的提高。因此，在减少光的损失方面，电池的织构化技术和减反射技术起着重要的作用。（作者罗玉峰、张发云、廖卫兵）

图３．１晶体硅绒面反射原理

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