一種金剛線切割的多晶硅的制絨方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金剛線切割的多晶硅的制絨方法，其特征在于，包括步驟：（a）采用混合酸溶液對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，使硅片表面形成多孔結(jié)構(gòu)；（b）DI水清洗硅片表面；（c）制絨；（d）混酸溶液清洗：將硅片浸入氫氟酸溶液及鹽酸溶液混合的混合酸溶液中進(jìn)行清洗；（e）DI水清洗并烘干；本發(fā)明通過先用混合酸溶液對(duì)金剛線切割的硅片表面進(jìn)行處理，使硅片表面形成多孔結(jié)構(gòu)，從而增大硅片的反應(yīng)活性；再用堿性混合溶液對(duì)硅片進(jìn)行制絨處理，使硅片表面形成具有良好陷光效果的絨面，能有效降低金剛線切割多晶硅片制絨后的反射率。
【專利說明】-種金剛線切割的多晶硅的制絨方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及多晶硅太陽能電池的制造領(lǐng)域，特別是太陽能電池知道過程中一種金 剛線切割的多晶硅的制絨方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有多晶硅錠的切片廠家在規(guī)模化生產(chǎn)中廣泛使用了砂漿切割的工藝方法，與砂 漿切割的方法相比，用金剛線切割多晶硅錠的切片方法因其具有更利于環(huán)保、具有更大的 降低成本空間、具有更大的提升多晶硅電池片的效率空間等優(yōu)勢(shì)而得到廣大切片廠家的關(guān) 注。然而，與砂漿切割的硅片相比，用金剛線切割的多晶硅片若用現(xiàn)在電池生產(chǎn)廠家廣泛使 用的酸制絨工藝方法制備絨面，由于金剛線切割硅片表面的損傷層較薄，大約5-10微米， 反應(yīng)活性不足，制絨后，用金剛線切割的硅片的反射率會(huì)比用砂漿切割的硅片的反射率高 出4-6%，反射率的升高會(huì)導(dǎo)致電池短路電流的下降，進(jìn)而影響金剛線切割的多晶硅太陽電 池的轉(zhuǎn)換效率。近期也有廠家嘗試用RIE干法制絨、銀誘導(dǎo)納米制絨等方法降低金剛線切 割的多晶硅片的反射率，這些方法雖然可以增加金剛線切割的多晶硅片制絨后硅片表面的 陷光效果，降低其反射率，但同時(shí)也在硅片表面形成了過多的復(fù)合中心，使最終所得太陽電 池的短路電流上升，但開路電壓下降，不利于減小最終電池片制成組件后的封裝損失。而且 這些制絨方法需要在傳統(tǒng)生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上增加較多的制絨工藝步驟，增加額外的化學(xué)藥品 及特種氣體的使用種類，同時(shí)也增加了外圍污水及廢氣處理的負(fù)擔(dān)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種在不增加環(huán)境負(fù)擔(dān)的情況下也能夠有效降低 金剛線切割的多晶硅反射率、提高太陽電池轉(zhuǎn)換效率的制絨方法。
[0004] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種金剛線切割的多晶硅的制絨方法，包括以下步 驟： (a) 采用混合酸溶液對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，使硅片表面形成多孔結(jié)構(gòu)，硅片表面的多孔 結(jié)構(gòu)能夠有效增加硅片的反應(yīng)活性； (b) DI水清洗硅片表面：采用DI水對(duì)硅片表面進(jìn)行清洗，以去除硅片表面的酸； (c) 制絨：將硅片浸入氫氧化鈉、無水乙醇或異丙醇組成的堿性混合溶液中進(jìn)行制絨， 由于所述的娃片表面為多孔結(jié)構(gòu)，將娃片浸入堿性混合溶液可使娃片表面形成具有良好陷 光效果的絨面，降低硅片的反射率； (d) 混酸溶液清洗：將硅片浸入氫氟酸溶液及鹽酸溶液混合的混合酸溶液中進(jìn)行清洗， 以去除硅片表面多余的堿； (e) DI水清洗并烘干：用DI水清洗硅片表面后烘干。
[0005] 步驟（a)中所述的混合酸溶液為由氫氟酸和硝酸混合的酸溶液，其中氫氟酸 溶液與硝酸溶液的體積比例為1:2-6: 1，混合酸溶液的處理溫度為0-30°C，處理時(shí)間為 0.5-10min ； 步驟（b)中所述的DI水，其清晰溫度為0-70°C，清洗時(shí)間為0. l-10min。
[0006] 步驟（c)中所述的堿性混合溶液，其中氫氧化鈉的濃度為0. 5-5%、無水乙醇或異 丙醇的濃度為〇. 1-5%、制絨時(shí)間為0. 2-30%，制絨溫度為50-KKTC。
[0007] 步驟（d)中所述的混合酸溶液，其中氫氟酸溶液的濃度為0. 5-40%，鹽酸的濃度為 0-30%，清洗時(shí)間為0. Ι-lOmin，清洗溫度為0-60°C。
[0008] 步驟（e)中所述的DI水，其清洗溫度為0_70°C，清洗時(shí)間為0. 2-10min ;烘干溫度 為 50-200°C，烘干時(shí)間為 0. 5-20min。
[0009] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種金剛線切割的多晶硅片的制絨方 法，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 環(huán)境污染?。罕景l(fā)明所用的制絨方法不需要在傳統(tǒng)生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上增加額外的化 學(xué)藥品及特種氣體的使用種類，也不會(huì)增加外圍污水及廢氣處理的負(fù)擔(dān)； 2. 多晶硅反射率低：本發(fā)明通過先用混合酸溶液對(duì)金剛線切割的硅片表面進(jìn)行處理， 使硅片表面形成多孔結(jié)構(gòu)，從而增大硅片的反應(yīng)活性；再用堿性混合溶液對(duì)硅片進(jìn)行制絨 處理，使硅片表面形成具有良好陷光效果的絨面，能有效降低金剛線切割多晶硅片制絨后 的反射率； 3. 電池轉(zhuǎn)換率高：本發(fā)明通過采用混合酸溶液進(jìn)對(duì)硅片進(jìn)行化學(xué)腐蝕的方式來增大 硅片表面的反應(yīng)活性，且不會(huì)在硅片表面形成過多的復(fù)合中心，使最終所得多晶太陽電池 的短路電流會(huì)隨著反射率的下降而上升同時(shí)電池的開路電壓不會(huì)下降，從而可有效提高金 剛線切割硅片制成的多晶太陽電池的轉(zhuǎn)換效率。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提 下進(jìn)行實(shí)施，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0011] 一種金剛線切割的多晶硅的制絨方法，包括以下步驟： (a) 采用混合酸溶液對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，使硅片表面形成多孔結(jié)構(gòu)，硅片表面的多孔 結(jié)構(gòu)能夠有效增加硅片的反應(yīng)活性； (b) DI水清洗硅片表面：采用DI水對(duì)硅片表面進(jìn)行清洗，以去除硅片表面的酸； (c) 制絨：將硅片浸入氫氧化鈉、無水乙醇或異丙醇組成的堿性混合溶液中進(jìn)行制絨， 由于所述的娃片表面為多孔結(jié)構(gòu)，將娃片浸入堿性混合溶液可使娃片表面形成具有良好陷 光效果的絨面，降低硅片的反射率； (d) 混酸溶液清洗：將硅片浸入氫氟酸溶液及鹽酸溶液混合的混合酸溶液中進(jìn)行清洗， 以去除硅片表面多余的堿； (e) DI水清洗并烘干：用DI水清洗硅片表面后烘干。
[0012] 步驟（a)中所述的混合酸溶液為由氫氟酸和硝酸混合的酸溶液，其中氫氟酸 溶液與硝酸溶液的體積比例為1:2-6: 1，混合酸溶液的處理溫度為0-30°C，處理時(shí)間為 0.5-10min ； 步驟（b)中所述的DI水，其清晰溫度為0-70°C，清洗時(shí)間為0. l-10min。
[0013] 步驟（c)中所述的堿性混合溶液，其中氫氧化鈉的濃度為0. 5-5%、無水乙醇或異 丙醇的濃度為〇. 1-5%、制絨時(shí)間為0. 2-30%，制絨溫度為50-KKTC。
[0014] 步驟（d)中所述的混合酸溶液，其中氫氟酸溶液的濃度為0. 5-45%，鹽酸的濃度為 0-30%，清洗時(shí)間為0. Ι-lOmin，清洗溫度為0-60°C。
[0015] 步驟（e)中所述的DI水，其清洗溫度為0-70°C，清洗時(shí)間為0. 2-10min ;烘干溫度 為 50-200°C，烘干時(shí)間為 0. 5-20min。
[0016] 實(shí)施例1 采用金剛線切割的P型156多晶硅片作為基體材料，將P型156多晶硅片平均分成A、 B兩份，取其中A組硅片進(jìn)行常規(guī)的酸制絨，取B組硅片進(jìn)行如下步驟制絨： (a)將B組硅片浸入氫氟酸與硝酸混合的酸性混合溶液中，其中氫氟酸與硝酸的體積 比為1:2,所述酸性混合溶液的處理溫度為5°C，處理時(shí)間為8. Omin，使硅片表面形成多孔 結(jié)構(gòu)，以增大硅片表面的反應(yīng)活性； (b )將步驟（a)中的硅片取出，浸入DI水中清洗，清洗溫度為15°C，清洗時(shí)間為2. 5min， 以清洗硅片表面殘留的酸； (c) 將步驟（b)中的硅片取出浸入氫氧化鈉、無水乙醇或異丙酸混合的堿性混合溶液 中，其中氫氧化鈉的濃度為〇. 9%，無水乙醇或異丙酸的濃度為2. 3%，所述堿性混合溶液的 處理溫度為65°C，處理時(shí)間為20min，使硅片表面形成具有良好陷光效果的絨面； (d) 混酸清洗：將硅片浸入氫氟酸及鹽酸的混合溶液中以清除硅片表面的堿，其中氫氟 酸的濃度為〇. 8%，鹽酸的濃度為11%，浸入時(shí)間為0. 6min，處理溫度為15°C ; (e) DI清洗：用DI溶液清洗硅片表面后烘干，其中DI水的清洗溫度為KTC，清洗時(shí)間 為I. 6min ;烘干溫度為80°C，烘干時(shí)間為3min，完成B組硅片的制絨。
[0017] 分別在A、B兩組中取樣測(cè)量硅片的反射率，并對(duì)兩組硅片作如下處理： (1) 將兩組硅片放入管式擴(kuò)散爐作擴(kuò)散處理； (2) 對(duì)擴(kuò)散后的硅片進(jìn)行邊緣蝕刻及去磷硅玻璃處理； (3) 將經(jīng)過步驟（2)處理后的正面用管式PECVD的方法沉積氮化硅減反射膜82nm ; (4) 分別在兩組硅片的背面印刷背電極及鋁背場(chǎng)，在硅片的前表面印刷柵線； (5) 燒結(jié)，測(cè)試，對(duì)比A、B兩組電池片的電性能。
[0018] 對(duì)比A、B組分別采用常規(guī)酸制絨方法和本發(fā)明提供的制絨方法所得樣品的反射 率，如表一所不：

【權(quán)利要求】
1. 一種金剛線切割的多晶硅的制絨方法，其特征在于：包括以下步驟： (a) 采用混合酸溶液對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，使硅片表面形成多孔結(jié)構(gòu)； (b) DI水清洗硅片表面：采用DI水對(duì)硅片表面進(jìn)行清洗； (c) 制絨：將硅片浸入氫氧化鈉、無水乙醇或異丙醇組成的堿性混合溶液中進(jìn)行制絨； (d) 混酸溶液清洗：將硅片浸入氫氟酸溶液及鹽酸溶液混合的混合酸溶液中進(jìn)行清 洗； (e) DI水清洗并烘干：用DI水清洗硅片表面后烘干。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛線切割的多晶硅的制絨方法，其特征在于：步驟（a) 中所述的混合酸溶液為由氫氟酸和硝酸混合的酸溶液，其中氫氟酸溶液與硝酸溶液的體積 比例為1:2-6:1，混合酸溶液的處理溫度為0-30°C，處理時(shí)間為0. 5-10min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛線切割的多晶硅的制絨方法，其特征在于：步驟（b) 中所述的DI水，其清洗溫度為0-70°C，清洗時(shí)間為0. l-10min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛線切割的多晶硅的制絨方法，其特征在于：步驟 (c)中所述的堿性混合溶液，其中氫氧化鈉的濃度為0. 5-5%、無水乙醇或異丙醇的濃度為 0. 1-5%，制絨時(shí)間為0. 2-30min，制絨溫度為50-KKTC。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛線切割的多晶硅的制絨方法，其特征在于：步驟（d) 中所述的混合酸溶液，其中氫氟酸溶液的濃度為0. 5-40%，鹽酸的濃度為0-30%，清洗時(shí)間 為0. l-10min，清洗溫度為0-60°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛線切割的多晶硅的制絨方法，其特征在于：步驟（e) 中所述的DI水，其清洗溫度為0-70°C，清洗時(shí)間為0. 2-10min ;烘干溫度為50-200°C，烘干 時(shí)間為 〇? 5-20min。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK104328503SQ201410430817
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】李靜, 孫海平, 夏正月 申請(qǐng)人:奧特斯維能源（太倉）有限公司