1、引言在PV-TRACofEUROPEANCOMMISSION

发表的“AVisionforPhotovoltaicTechnologyin2005”的报告中，可知多晶硅太阳能电池在光伏行业中所占的比例最大[1]。在21世纪光伏行业竞争激烈的今天，多晶太阳能电池的技术发展不仅要围绕着“提高效率、降低成本”两个主题，电池的外观也开始引起更多人的关注。

由于多晶硅晶粒取向的随机性，制备较好的多晶硅绒面效果一直是国内外技术人员研究的热点。目前，在多晶制绒众多工艺中，酸腐蚀工艺[2.3]是一个比较容易整合到多晶太阳能电池处理工序中的制绒技术[4]，基本也是成本最低、应用最为广泛的制绒技术[5]。因此，使用低成本的酸腐蚀制绒技术制备具有高效、美观的电池片已成为当今太阳能电池技术研究的重点。

本文采用酸腐蚀制绒技术，通过改变酸腐液的温度和浓度配比，对多晶硅片进行各向同性腐蚀，用紫外反射光谱仪测其反射率，用扫描电子显微镜（SEM）对其形貌进行观察，并进行分析，从而寻找更优的多晶硅绒面效果。

2、实验原理和过程

本实验样品是由英利（中国）能源有限公司生产的B参杂P型多晶A等硅片，电阻率为0.7-2.0Ω·cm，尺寸为156×156mm,厚度约为190μm。酸腐蚀制绒设备是由RENA厂家提供的RENA链式制绒机。腐蚀槽中的腐蚀液由浓度为65%的HNO3、40%的HF和去离子水（DI水）按一定比例混合而成，其中，HNO3具有强氧化性，在反应中破坏硅表面的Si—H键，使Si被氧化为SiO2,此过程中生成的NO易溶于水生成HNO2,可起到自催化作用，促进反应的进行。HF再与SiO2反应生成H2SiF6络合物，从而在多晶硅的表面发生各向同性腐蚀，形成多晶硅绒面。

试验中，将浓度为40%的HF、65%的HNO3和去离子水（DI水）按34:145:70的体积比混合均匀，硅片在腐蚀液中为浸没式腐蚀，腐蚀时间为1min,通过改变腐蚀液的温度来控制腐蚀深度，温度越高，腐蚀越深。对相应腐蚀深度下的硅片进行反射率测定，用SEM观察硅片表面的绒面效果，并对其进行电池效率跟踪。

3、实验结果及分析

图1，是不同腐蚀深度下所测得的反射率与相应腐蚀深度的曲线图，由图可以看出随着腐蚀深度的增加，反射率逐渐增大。对其绒面进行SEM观察，如图2，分别是图1曲线中a、b、c、d、e、f、g、h点放大4000倍的SEM图。由图2可以看出随着腐蚀深度的增加，绒面效果也逐渐变好，但是当腐蚀深度达到4.5以上时，所制得的绒面开始呈现不均匀状。将图1中相应腐蚀深度下的硅片进行电池处理过程中的其他工序处理，发现在链式PE镀膜后，表面均匀性依次降低，即腐蚀越深，反射率越高，色差越严重，将其进行效率跟踪，得到图3的趋势图，早在2003年,HAUSERA,MELNYKI,FATHP等人就研究过酸腐蚀过程中腐蚀深度对电池效率的影响，得到酸腐蚀过程中腐蚀深度为3.6—4.5µm时，开路电压和短路电流均达到最优值，电池效率达到最优状态[6],由图3也可以看出腐蚀深度在3.6—4.5µm之间时效率达到最优值，再结合电池片色差情况，可得出在不影响效率的情况下，腐蚀深度越小，对制得的电池片越有利。

之后将腐蚀深度定在3.8±0.2µm，通过调整腐蚀液的比例，改变反射率，用肉眼观察相应表面发现反射率越高，表面越亮，对其绒面进行SEM观察，如图4腐蚀深度为3.8±0.2µm时不同反射率下的SEM图，发现当反射率在20%—23%时，形成的绒面比较均匀,如图5中的c、d、e。对不同反射率下的制绒硅片进行电池处理过程中的其他工序处理，发现在链式PE镀膜后，反射率越高，镀膜后表面越亮，晶格显现的也厉害，色差越严重，将其进行效率跟踪，得到图5趋势图。

由以上分析可知，当腐蚀深度为3.8±0.2µm，反射率在20%—22%时，电池效率达到最优值，且在不影响电池效率的情况下，腐蚀深度越小，反射率越小，色差越好，电池外观越受客户的青睐。

结论

由以上实验可知在对酸腐蚀技术进行优化时，改变腐蚀深度时，考虑制绒表面的反射率也尤为重要。本实验通过改变酸腐液的温度和配比寻找相对最佳腐蚀深度和反射率下的最优多晶硅绒面，实现利用低成本的酸腐蚀技术制得高效率、外表美观的电池片，即在不影响效率的同时解决由酸制绒工艺引起的色差问题。