The introduction of diamond wire sawing (DWS) technology has resulted in significant cost reduction in the fabrication of crystalline silicon wafers. However, the DWS process results in parallel wheel marks, saw damage, and formation of an amorphous silicon layer on the surface, which causes difficultly in effectively forming the desired surface texture using conventional acidic etching (also known isotropic etching) techniques for multicrystalline silicon (mc-Si) wafers. In this study, we propose a novel pretreatment grinding (NPTG) technique as a method to address such issues. This is a relatively simple and inexpensive method that does not utilize processes that require the use of expensive equipment, such as vacuum equipment. Additionally, it makes use of environment-friendly procedures that do not require materials such as metal catalysts and additives that cause environmental pollution. The proposed NPTG method provides a good surface topology for effective texturing using a conventional acidic etching solution, and as a result, a uniform texture can be applied to DWS mc-Si wafers. Under the optimized experimental conditions in this study, a weighted average reflectance of 22.63% was achieved after the NPTG was applied. This reflected 6.67% less light than the 29.3% after conventional acidic texturing without the NPTG using DWS mc-Si wafers. Further, a solar cell fabricated using the DWS mc-Si wafers treated with the NPTG method achieved a cell efficiency of approximately 19.2%.

中文翻译：

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通过金刚石线锯晶片的无添加剂机械研磨表面预处理实现 19.2% 效率的多晶硅太阳能电池

金刚石线锯 (DWS) 技术的引入显着降低了晶体硅晶片的制造成本。然而，DWS 工艺会导致平行轮痕、锯齿损伤以及在表面形成非晶硅层，这导致难以使用用于多晶硅的传统酸性蚀刻（也称为各向同性蚀刻）技术有效地形成所需的表面纹理。 mc-Si) 晶片。在这项研究中，我们提出了一种新的预处理研磨 (NPTG) 技术作为解决此类问题的方法。这是一种相对简单且廉价的方法，不使用需要使用昂贵设备（例如真空设备）的工艺。此外，它采用环保程序，不需要会造成环境污染的金属催化剂和添加剂等材料。所提出的 NPTG 方法为使用传统酸性蚀刻溶液进行有效纹理化提供了良好的表面拓扑结构，因此，可以将均匀的纹理应用于 DWS mc-Si 晶片。在本研究优化的实验条件下，应用NPTG后获得了22.63%的加权平均反射率。这比使用 DWS mc-Si 晶片在没有 NPTG 的情况下进行常规酸性纹理化后的 29.3% 反射的光少 6.67%。此外，使用经 NPTG 方法处理的 DWS mc-Si 晶片制造的太阳能电池实现了约 19.2% 的电池效率。所提出的 NPTG 方法为使用传统酸性蚀刻溶液进行有效纹理化提供了良好的表面拓扑结构，因此，可以将均匀的纹理应用于 DWS mc-Si 晶片。在本研究优化的实验条件下，应用NPTG后获得了22.63%的加权平均反射率。这比使用 DWS mc-Si 晶片在没有 NPTG 的情况下进行常规酸性纹理化后的 29.3% 反射的光少 6.67%。此外，使用经 NPTG 方法处理的 DWS mc-Si 晶片制造的太阳能电池实现了约 19.2% 的电池效率。所提出的 NPTG 方法为使用传统酸性蚀刻溶液进行有效纹理化提供了良好的表面拓扑结构，因此，可以将均匀的纹理应用于 DWS mc-Si 晶片。在本研究优化的实验条件下，应用NPTG后获得了22.63%的加权平均反射率。这比使用 DWS mc-Si 晶片在没有 NPTG 的情况下进行常规酸性纹理化后的 29.3% 反射的光少 6.67%。此外，使用经 NPTG 方法处理的 DWS mc-Si 晶片制造的太阳能电池实现了约 19.2% 的电池效率。应用 NPTG 后达到 63%。这比使用 DWS mc-Si 晶片在没有 NPTG 的情况下进行常规酸性纹理化后的 29.3% 反射的光少 6.67%。此外，使用经 NPTG 方法处理的 DWS mc-Si 晶片制造的太阳能电池实现了约 19.2% 的电池效率。应用 NPTG 后达到 63%。这比使用 DWS mc-Si 晶片在没有 NPTG 的情况下进行常规酸性纹理化后的 29.3% 反射的光少 6.67%。此外，使用经 NPTG 方法处理的 DWS mc-Si 晶片制造的太阳能电池实现了约 19.2% 的电池效率。