本发明属于太阳能电池，涉及一种晶硅电池片的碱抛方法，尤其涉及一种晶硅电池片的碱抛方法、单面抛光晶硅电池片及电池。
背景技术：
1、太阳能电池制造过程中，其电池正面通常需要加工成为陷光的绒面，这样可以吸收更多的太阳光来提高转换效率；其电池背面通常需要加工成平坦的表面，使照射到地面的太阳光反射后能够透过表面钝化材料，被硅吸收，激发出电流，从而对电池的光电流和效率产生贡献。
2、工业化的电池片制备方法，其制绒都是采用浸泡方式，在双面获得绒面；然后经过硼扩散工序，将正面的绒面进行保护后，利用碱性溶液对电池片背面进行化学抛光处理。化学抛光具有去除氧化物及杂质的功能，减少了电池表面的缺陷。通常使用氢氧化钠或氢氧化钾作为主要刻蚀剂，同时辅助以添加剂来达到平整的需求。另外，在电池片经过磷掺杂后，在沉积氧化层以及本征非晶硅层后也需要对绕镀的掺杂多晶硅进行抛光处理。
3、现有技术都是采用碱加添加剂的方式来对不需要的氧化硅与掺杂硅等进行腐蚀，以获得需要的结构。过程中为了获得稳定的刻蚀速率，需要维持较高的碱浓度，因此，该过程中将耗费大量的碱以及添加剂。
4、cn117736736a公开了一种应用于单晶硅电池片表面织构化的碱刻蚀添加剂。其技术方案包括以下原料组成形核主剂3-5％，绒面调节剂1-2％，消泡剂0.1-0.3％，ph值调节剂0.5-2％，韧性剂5-8％，去离子水余量。该文献中制备出的碱液刻蚀蚀刻均匀，使用寿命长，同时降低单晶硅电池片的反射率，提高单晶硅电池片对光的吸收，使得电池表面在粗糙度增加的情况下仍然能保证良好的韧性，避免蚀刻产生裂纹，增加电池片的韧性，保证电池片的性能和使用寿命。
5、cn109285772a公开了一种多晶硅电池片链式背抛光方法，将扩散后的多晶硅电池片正面喷洒水形成均匀水膜保护层，将多晶硅电池片与氢氟酸硝酸混合液接触除去多晶硅四周及背面的氧化层，将经上述处理后的多晶硅电池片与碱液接触进行腐蚀抛光，将处理后的多晶硅电池片用水清洗，将用水清洗后的多晶硅电池片依次用碱、酸进行清洗并干燥。
6、cn118053934a公开了一种提高topcon电池片开压的碱抛工艺，包括预清洗：对硅片进行预清洗；碱抛：使用氢氧化钾和碱抛添加混合液对硅片背面抛光；后清洗：将碱抛后的硅片放入0.98±0.01wt％的双氧水、0.3±0.01wt％的氢氧化钠和纯水的混合溶液中清洗；酸洗：使用0.97±0.01wt％的盐酸和纯水的混合溶液对硅片进行酸洗。该碱抛工艺对现有topcon电池在碱抛工序的后清洗和酸洗步骤中进行了改进，通过该文献的工艺可以提高topcon电池背钝化性能，进而达到提高topcon电池片的开路电压，提高光电转换效率的效果。
7、现有技术中公开的晶硅电池片的碱抛方法都有一定的缺陷，存在着碱的消耗量较高、添加剂的使用量较高且后续清洗过程中所需的hf的消耗量较高的问题。因此，开发设计一种新型的晶硅电池片的碱抛方法、单面抛光晶硅电池片及电池至关重要。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种晶硅电池片的碱抛方法、单面抛光晶硅电池片及电池，本发明提供的碱抛方法中碱溶液中通入有纳米气泡，不会对化学品及电池表面形成污染，且由于纳米级气泡具有非常高的氧化性能及表面电位，可以对硅以及氧化硅具有较好的刻蚀效果，因此可以大大降低抛光过程中的碱浓度，从而降低碱的用量，同时也可以大大减少添加剂的使用；另外，所述碱抛方法中由于碱溶液里含有纳米气泡，还可以进一步降低后续工艺的化学品消耗量，从而大大减小了废液处理成本。
2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供了一种晶硅电池片的碱抛方法，所述碱抛方法包括：
4、对晶硅电池片的其中一面进行保护，再浸泡于通入有纳米气泡的碱溶液中，得到单面抛光晶硅电池片，所述纳米气泡的平均尺寸为0.1～45nm。
5、本发明中所述纳米气泡的平均尺寸为0.1～45nm，即所述纳米气泡的平均直径为0.1～45nm，例如可以是0.1nm、0.2nm、0.3nm、0.4nm、0.5nm、0.6nm、0.7nm、0.8nm、0.9nm、1nm、1.1nm、2nm、3nm、5nm、6nm、7nm、8nm、10nm、12nm、13nm、15nm、17nm、20nm、22nm、23nm、25nm、30nm、31nm、32nm、33nm、34nm、35nm、36nm、37nm、38nm、39nm、40nm、41nm、42nm、43nm、44nm或45nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；当通入氢氧化钠溶液中纳米气泡的平均尺寸为0.1～45nm时，达到同样碱抛状态时，所需的碱的工作浓度较小，所需添加剂的工作浓度较小，hf的工作浓度更低；这是由于纳米气泡尺寸太小，制备起来比较困难，形成的纳米气泡溶液浓度不够，达不到预期效果；纳米气泡尺寸太大时，纳米气泡容易聚集形成大气泡，从而影响工艺效果。
6、纯水溶液是由水分子以及少量电离生成的h+和oh-组成，气泡在水中形成的气液界面具有容易接受h+和oh-的特点，而且通常阳离子比阴离子更容易离开气液界面，而使界面常带有负电荷；已经带上电荷的表面一般倾向于吸附介质中的反离子，特别是高价的反离子，从而形成稳定的双电层；纳米气泡的表面电荷产生的电势差常利用ζ电位来表征，ζ电位是决定气泡界面吸附性能的重要因素；当纳米气泡在水中收缩时，电荷离子在非常狭小的气泡界面上得到了快速浓缩富集，表现为ζ电位的显著增加，到气泡破裂前在界面处可形成非常高的ζ电位值；另外，纳米气泡在溶液中破裂的瞬间，由于气液界面消失的剧烈变化，界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学能一下子释放出来，此时可激发产生大量的羟基自由基；羟基自由基具有超高的氧化还原电位，会产生超强的氧化作用；因此，纳米气泡在溶液中具有非常高的氧化性能及表面电位。
7、本发明提供的碱抛方法中碱溶液中通入有纳米气泡，不会对化学品及电池表面形成污染，且由于纳米级气泡具有非常高的氧化性能及表面电位，可以对硅以及氧化硅具有较好的刻蚀效果，因此可以大大降低抛光过程中的碱浓度，从而降低碱的用量，同时也可以大大减少添加剂的使用；另外，所述碱抛方法中由于碱溶液中含有纳米气泡，还可以进一步降低后续工艺的化学品消耗量，从而大大减小了废液处理成本。
8、优选地，所述纳米气泡通入碱溶液中的流量为0.01～1l/min，例如可以是0.01l/min、0.02l/min、0.05l/min、0.1l/min、0.2l/min、0.3l/min、0.4l/min、0.5l/min、0.6l/min、0.7l/min、0.8l/min、0.9l/min或1l/min、0.01l/min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；当氢氧化钠溶液中纳米气泡的通入流量为0.01～1l/min时，达到同样碱抛状态时，所需碱的工作浓度较小，所需添加剂的工作浓度较小，所需hf的工作浓度较小，这是由于气量太低时，产生的纳米气泡在水溶液中的浓度不够，达不到理想效果；当气量太高时，产生的纳米气泡为正态分布，分布更宽，产生的大气泡量增加，形成鼓泡类似效果，由于hf较易挥发，鼓泡更容易促进其挥发，导致消耗量增加。
9、优选地，所述纳米气泡的生成方式包括旋回剪切法、加压溶气法或混合射流法中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括旋回剪切法与加压溶气法的组合，加压溶气法与混合射流法的组合，或旋回剪切法、加压溶气法与混合射流法的组合。
10、优选地，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。
11、优选地，所述碱溶液中碱的质量浓度为3～7wt％，例如可以是3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％或7wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12、优选地，所述碱溶液中还包括添加剂。
13、本发明中所述添加剂为市售的成熟添加剂，如at-29(嘉兴市小辰光伏科技有限公司生产)、ps-42(常州时创能源科技有限公司生产)或bp-21(绍兴拓邦新能源股份有限公司生产)。
14、本发明所述碱溶液中添加剂的作用主要有改善抛光效果、保护硅片非工艺面、提高反射率、增加抛光溶液的稳定性及减少对氢氟酸的依赖从而降低废水处理成本。
15、优选地，所述添加剂中的添加剂的质量浓度为0.5～1.5wt％，例如可以是0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％或1.5wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、优选地，所述浸泡的时间为155～300s，所述浸泡的温度为60～70℃。
17、本发明中所述浸泡的时间为155～300s，例如可以是155s、165s、175s、185s、195s、205s、215s、225s、235s、245s、255s、265s、275s、285s、295s或300s，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
18、本发明中所述浸泡的温度为60～70℃，例如可以是60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃或70℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；当在氢氧化钠溶液中浸泡的温度为60～70℃时，达到同样碱抛状态时，所需碱的工作浓度较小，所需添加剂的工作浓度较小，所需hf的工作浓度较小，这是由于温度太低时，反应速度较慢，需要更高的碱浓度才能达到效果；当温度太高时，水容易挥发，水挥发同时会带出化学品，因此不利于化学品的降耗。
19、优选地，所述晶硅电池片包括硼扩散后的晶硅电池片或磷掺杂后的晶硅电池片。
20、本发明中所述碱抛方法应用于硼扩后的背抛或磷掺杂后的正抛；硼扩后的背抛的目的是去除硅片背面的损伤层和杂质，以及在硼扩过程中可能形成的不均匀区域，背抛可以提高电池片的表面质量，减少表面复合，从而提高电池的光电转换效率；磷掺杂后的正抛是指在磷掺杂之后对硅片正面进行的化学蚀刻过程，目的是去除损伤层、改善表面质量与减少表面复合。
21、第二方面，本发明提供了一种单面抛光晶硅电池片，所述单面抛光晶硅电池片由第一方面所述的碱抛方法得到。
22、第三方面，本发明提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括第二方面所述的单面抛光晶硅电池片。
23、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
24、本发明提供的碱抛方法中碱溶液中通入有纳米气泡，不会对化学品及电池表面形成污染，且由于纳米级气泡具有非常高的氧化性能及表面电位，可以对硅以及氧化硅具有较好的刻蚀效果，因此可以大大降低抛光过程中的碱浓度，从而降低碱的用量，同时也可以大大减少添加剂的使用；另外，所述碱抛方法中由于碱溶液里含有纳米气泡，还可以进一步降低后续工艺的化学品消耗量，从而大大减小了废液处理成本。
1.一种晶硅电池片的碱抛方法，其特征在于，所述碱抛方法包括：
2.根据权利要求1所述的碱抛方法，其特征在于，所述纳米气泡通入碱溶液中的流量为0.01～1l/min。
3.根据权利要求1或2所述的碱抛方法，其特征在于，所述纳米气泡的生成方式包括旋回剪切法、加压溶气法或混合射流法中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1～3任一项所述的碱抛方法，其特征在于，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液；
5.根据权利要求1～4任一项所述的碱抛方法，其特征在于，所述碱溶液中还包括添加剂。
6.根据权利要求5所述的碱抛方法，其特征在于，所述添加剂中的添加剂的质量浓度为0.5～1.5wt％。
7.根据权利要求1～6任一项所述的碱抛方法，其特征在于，所述浸泡的时间为155～300s，所述浸泡的温度为60～70℃。
8.根据权利要求1～7任一项所述的碱抛方法，其特征在于，所述晶硅电池片包括硼扩散后的晶硅电池片或磷掺杂后的晶硅电池片。
9.一种单面抛光晶硅电池片，其特征在于，所述单面抛光晶硅电池片由权利要求1～8任一项所述的碱抛方法得到。
10.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括权利要求9所述的单面抛光晶硅电池片。
