單晶硅太陽電池由于其相對(duì)高的效率和低的成本而備受關(guān)注。人們?yōu)榱颂岣唠姵匦�、降低電池成本進(jìn)行了很多有益的探討。在晶體硅電池中，表面制絨一直備受關(guān)注。通過表面制絨不僅可以降低表面的反射率,而且還可以在電池的內(nèi)部形成光陷阱,從而顯著地提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率。目前已有的表面制絨方法有：化學(xué)腐蝕法、反應(yīng)離子刻蝕法、光刻法、機(jī)械刻槽法等。其中，光刻法一直處于實(shí)驗(yàn)室階段，優(yōu)點(diǎn)是可以制備出更規(guī)則的絨面結(jié)構(gòu)。反應(yīng)離子刻蝕和機(jī)械刻槽法雖然能得到很低的表面反射率，但是由于生產(chǎn)速度慢、成本高而一直沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。化學(xué)腐蝕法因成本低、生產(chǎn)率高且方法簡單，一直在產(chǎn)業(yè)上廣泛應(yīng)用。
硅晶體中晶向不同的硅原子排列間距有異，因此堿溶液對(duì)各晶向的腐蝕速度也不相同，各向異性腐蝕速率除了由晶向決定外, 還和腐蝕液類型、溫度、配比等有關(guān)。按照Arrhenius定律，腐蝕速率R= R0 exp(-Ea/KT），從實(shí)驗(yàn)中可確定各種腐蝕劑的激活能Ea和與指數(shù)因子R0。對(duì)于不同的腐蝕劑Ea和R0不同，對(duì)同一腐蝕劑(如NaOH和KOH等)，也會(huì)隨配比的不同而改變�；瘜W(xué)腐蝕法一般是一定濃度的NaOH或KOH溶液中添加一定比例的IPA和硅酸鈉，在75～95℃下將硅腐蝕30min，便在單晶硅表面得到具有理想的金字塔結(jié)構(gòu)的絨面，關(guān)于金字塔絨面的形成機(jī)理，一般的解釋有微電池電化學(xué)腐蝕原理和晶體在各個(gè)不同晶向上具有不同的原子面密度。但這些理論不能解釋添加劑（如乙醇、異丙醇等）的加入對(duì)各向異性因子的影響和溶液重復(fù)性差等問題。到目前為止，金字塔絨面的形成機(jī)理尚不完全清楚，一直處在爭論中，其中最具有說服力的是Seidel 于1990 年提出的電化學(xué)模型。該模型認(rèn)為各向異性腐蝕是由于硅表面懸掛鍵密度和背鍵結(jié)構(gòu)、能級(jí)不同而引起的。
本項(xiàng)目是對(duì)目前比較成熟的化學(xué)腐蝕法制絨工藝進(jìn)行改進(jìn)，引入混合有機(jī)堿腐蝕試劑及我們自主研發(fā)的高分子有機(jī)物制絨配合劑，從而改變了化學(xué)腐蝕液體系，進(jìn)而改善了制備單晶硅的表面織構(gòu)化工藝，具有開創(chuàng)性作用。從我們前期的研究中發(fā)現(xiàn)制絨效果很好，我們自主研發(fā)的高分子有機(jī)制絨配合劑具有價(jià)格便宜、來源廣泛、綠色環(huán)保、無揮發(fā)性等特點(diǎn)，有機(jī)堿具有制絨無殘留、制絨效果好和對(duì)制絨設(shè)備腐蝕率更小的特點(diǎn)，徹底解決了現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)時(shí)NaOH,IPA和硅酸鈉制絨體系中由于IPA揮發(fā)性高、價(jià)格昂貴、有毒、污染環(huán)境和NaOH的制絨殘留及較強(qiáng)的設(shè)備腐蝕性等引起的一系列環(huán)境問題和安全生產(chǎn)問題，為太陽能單晶硅片的綠色生產(chǎn)和安全生產(chǎn)提供了保障。
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