本發(fā)明屬于太陽能電池制造技術領域，具體涉及一種多晶硅片的表面制絨方法。

背景技術：

目前，晶體硅是最重要的太陽電池材料，占據(jù)了90％以上的市場份額。晶體硅主要分為單晶硅和多晶硅。由于多晶硅的成本更低，其市場份額一直超越單晶硅占光伏市場的主導。對于多晶硅太陽電池來講，如何提高電池效率同時降低成本是目前的研究熱點。

在硅片上制備絨面能夠有效降低光反射率，增加光吸收，從而提高太陽電池的效率。金剛線切割多晶硅片具有切割速度快、精度高、原材料損耗小等優(yōu)點，但是其絨面制備是擺在眾多研究者面前的難題。不同于砂漿線切割的多晶硅片，金剛線切割多晶硅片難以使用傳統(tǒng)的酸制絨工藝制備出較好的絨面。利用反應離子刻蝕(RIE)、激光刻槽等干法刻蝕法雖然可以制備出較為均勻、反射率較低的絨面，但是這些方法的成本很高且設備昂貴，硅片表面也會形成較為嚴重的機械損傷。利用金屬輔助催化腐蝕法制備絨面，其成本較高，同時，含貴金屬的廢液處理也是需要注意的問題，工業(yè)化生產較為困難。

因而，如何低成本制備出減反射效果較好的金剛線切割多晶硅片的絨面是目前的難點。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種多晶硅片的表面制絨方法，該方法適用于在金剛線切割多晶硅的表面制備絨面，能夠有效降低硅片反射率，提高太陽電池效率，且該方法較現(xiàn)有的金剛線切割多晶硅表面制絨方法，成本更加低廉。

本發(fā)明的一種多晶硅片的表面制絨方法，依次對清洗后的多晶硅片進行第一次腐蝕和第二次腐蝕即完成制絨，第一次腐蝕時，將清洗后的金剛線切割多晶硅片浸沒于第一腐蝕溶液中腐蝕，第二次腐蝕時，將經(jīng)過第一次腐蝕后的多晶硅片置于由第二腐蝕溶液的霧化形成的霧中進行腐蝕。

實際應用時，本發(fā)明的制絨方法中在制絨過程中每進行一次腐蝕都需要用去離子水進行清洗，且第二次腐蝕完后用去離子水清洗后還要烘干。

在制絨時首先對多晶硅片進行清洗，清洗方法如下：依次在乙醇、DI中超聲清洗金剛線切割的多晶硅片，再在80℃下將清洗后的硅片投入RCA溶液中進一步清洗，以去除硅片表面有機物和金屬離子。

本發(fā)明的制絨方法具有普適性，能夠在各種多晶硅片上制絨，作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述多晶硅片為金剛線切割的多晶硅片。

本發(fā)明的制絨方法中通過第一次腐蝕一方面用于去除金剛線切割的硅片的表面損傷層，另一方面還在多晶硅表面形成微米級腐蝕坑(即蠕蟲狀腐蝕坑形貌)，初步降低反射率。通過第二次腐蝕在第一次腐蝕形成的微米級腐蝕坑上均勻的腐蝕出小孔洞，進一步降低反射率。

本發(fā)明中第二次腐蝕時形將經(jīng)過第一次腐蝕的多晶硅片置于第二腐蝕溶液的霧化形成的霧中進行腐蝕，這樣霧化后形成的第二腐蝕溶液變?yōu)樾∫旱文Y在多晶硅片的表面對其進行腐蝕，使多晶硅表面形成致密、均勻的納米級的小孔洞。

本發(fā)明中進行第二次腐蝕時，可先將經(jīng)過第一次腐蝕后多晶硅片置于容器中(該容器材質要求不能被第二腐蝕溶液腐蝕，本發(fā)明中優(yōu)選為聚四氟乙烯容器)，將第二腐蝕液通過空氣壓縮霧化法、超聲波霧化法等生成霧后通入放有硅片的容器內進行第二次腐蝕。

第一腐蝕溶液和第二腐蝕溶液、以及腐蝕時的反應時間、反應溫度等條件直接關系到制備出的絨面的質量，進而影響到硅片的反射率。

第一腐蝕溶液和第二腐蝕溶液無特殊要求，能腐蝕硅片即可，可以為常規(guī)的硅片制絨時所采用的腐蝕溶液。

作為優(yōu)選，所述第一腐蝕溶液為HF，HNO₃和去離子水的混合溶液。且所述第一腐蝕溶液中各組分體積比為：HF:HNO₃:DI＝1:(0.5～6):(1.5～7)，其中，HF表示濃度為49％的氫氟酸，HNO₃表示濃度為65％的硝酸，DI表示去離子水。第一次腐蝕時的反應溫度為30～70℃，反應時間為30～240s。

作為優(yōu)選，腐蝕溶液為HF，HNO₃和去離子水的混合溶液。所述第二腐蝕溶液中各組分體積比為HF:HNO₃:DI＝(1～9):(1～9):1，其中，HF表示濃度為49％的氫氟酸，HNO₃表示濃度為65％的硝酸，DI表示去離子水。第二次腐蝕時的反應溫度為30～60℃，反應時間為1～20min。

進一步優(yōu)選，第二次腐蝕時對所述多晶硅片加熱至所述的反應溫度。

通過合理選擇腐蝕溶液，設置腐蝕參數(shù)能夠使最終制備得到的絨面達到最佳效果，以提高太陽能電池的效率。

未作特殊說明，本發(fā)明中第一腐蝕溶液和第二腐蝕溶液中各組分的體積比均指該相應原料的體積比。

本發(fā)明的制絨方法不使用任何貴金屬，成本較低，廢液處理較為簡單；無需采用大型的干法刻蝕設備，方法簡單易行；制備出的絨面較為均勻，且有效少子壽命較高，反射率較低，應用于太陽電池時有利于提高電池效率。且該制絨方法具有普適性，適用于所有多晶硅片，包括金剛線切割多晶硅片。值得一提的是，本發(fā)明的制絨方法能有效解決的金剛線切割多晶硅片的制絨難題，其制備工藝簡單，成本低廉，制得的絨面具有較低的反射率和較高的少子壽命，具有很強的市場前景。

附圖說明

圖1為實施例1的金剛線切割多晶硅片表面絨面的SEM平面圖；

圖2為實施例1的金剛線切割多晶硅片表面絨面的SEM截面圖。

具體實施方式

為了更好的理解本發(fā)明，下面將結合具體實施例和附圖進一步闡述本發(fā)明的方案，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于下面的實施例。

實施例1

本實施例的多晶硅片的表面制絨方法，包括如下步驟：

(1)將厚度為180±5μm，大小為30mm×30mm的金剛線切割多晶硅片依次放入乙醇、DI中進行超聲清洗，再在80℃下浸入RCA溶液中清洗，去除硅片表面有機物和金屬離子；

(2)將清洗后的硅片放入腐蝕液1中進行第一次腐蝕。密封，反應溫度為50℃，反應時間為90s，腐蝕液1為HF，HNO₃和DI的混合溶液，HF:HNO₃:DI＝1:5:6，其中，HF表示濃度為49％的氫氟酸，HNO₃表示濃度為65％的硝酸，DI表示去離子水；

(3)將步驟2得到的硅片用DI清洗，后置于聚四氟乙烯容器中，將腐蝕液2放入超聲霧化器中，把產生的腐蝕酸霧通入放有硅片的容器內進行第二次腐蝕。反應時間5min，腐蝕液2為HF，HNO₃和DI的混合溶液，HF:HNO₃:DI＝2.25:0.75:1，其中，HF表示濃度為49％的氫氟酸，HNO₃表示濃度為65％的硝酸，DI表示去離子水，溫度為60℃；

(4)將步驟3得到的硅片用DI漂洗幾遍，烘干即完成制絨。

本實施例中第一腐蝕溶液和第二腐蝕溶液中各組分的體積比均指該相應原料的體積比。

圖1和圖2分別為利用本實施例的制絨方法在多晶硅表面制絨后的平面圖和截面圖，可以看出本實施例的制絨方法能夠在金剛線切割多晶硅片形成致密、均勻的絨面，且絨面結構為微米和納米的復合結構。本實施例制得的絨面平均反射率約為6.8％。

實施例2

本實施例的多晶硅片的表面制絨方法，包括如下步驟：

(1)將厚度為180±5μm，大小為30mm×30mm的金剛線切割多晶硅片依次放入乙醇、DI中進行超聲清洗，再在80℃下浸入RCA溶液中清洗，去除硅片表面有機物和金屬離子；

(2)將清洗后的硅片放入腐蝕液1中進行第一次腐蝕。密封，反應溫度為50℃，反應時間為90s，腐蝕液1為HF，HNO₃和DI的混合溶液，且HF:HNO₃:DI＝1:5:6其中，HF表示濃度為49％的氫氟酸，HNO₃表示濃度為65％的硝酸，DI表示去離子水；

(3)將步驟2得到的硅片用DI清洗，后置于聚四氟乙烯容器中，將腐蝕液2放入超聲霧化器中，把產生的腐蝕酸霧通入放有硅片的容器內進行第二次腐蝕。反應時間10min，腐蝕液2為HF，HNO₃和DI的混合溶液，且HF:HNO₃:DI＝1.125:0.375:1，其中，HF表示濃度為49％的氫氟酸，HNO₃表示濃度為65％的硝酸，DI表示去離子水，溫度為50℃；

(4)將步驟3得到的硅片用DI漂洗幾遍，烘干備用。

本實施例中第一腐蝕溶液和第二腐蝕溶液中各組分的體積比均指該相應原料的體積比。本實施例制得的絨面反射率約為8.9％。

實施例3

本實施例的多晶硅片的表面制絨方法，包括如下步驟：

(1)將厚度為180±5μm，大小為30mm×30mm的金剛線切割多晶硅片依次放入乙醇、DI中進行超聲清洗，再在80℃下浸入RCA溶液中清洗，去除硅片表面有機物和金屬離子；

(2)將清洗后的硅片放入腐蝕液1中進行第一次腐蝕。密封，反應溫度為50℃，反應時間為90s，腐蝕液1為HF，HNO₃和DI的混合溶液，且HF:HNO₃:DI＝1:5:6，其中，HF表示濃度為49％的氫氟酸，HNO₃表示濃度為65％的硝酸，DI表示去離子水；

(3)將步驟2得到的硅片用DI清洗，后置于聚四氟乙烯容器中，將腐蝕液2通過高壓氣體噴頭形成腐蝕酸霧通入放有硅片的容器內進行第二次腐蝕。反應時間1min，腐蝕液2為HF，HNO₃和DI的混合溶液，且HF:HNO₃:DI＝4.5:1.5:1，其中，HF表示濃度為49％的氫氟酸，HNO₃表示濃度為65％的硝酸，DI表示去離子水，溫度為35℃；

(4)將步驟3得到的硅片用DI漂洗幾遍，烘干備用。

本實施例中第一腐蝕溶液和第二腐蝕溶液中各組分的體積比均指該相應原料的體積比。本實施例制得的絨面反射率約為9.5％。

實施例4

本實施例的多晶硅片的表面制絨方法，包括如下步驟：

(1)將厚度為180±5μm，大小為30mm×30mm的砂漿線切割多晶硅片依次放入乙醇、DI中進行超聲清洗，再在80℃下浸入RCA溶液中清洗，去除硅片表面有機物和金屬離子；

(2)將清洗后的硅片放入腐蝕液1中進行第一次腐蝕。密封，反應溫度為50℃，反應時間為90s，腐蝕液1為HF，HNO₃和DI的混合溶液，且HF:HNO₃:DI＝1:5:6，其中，HF表示濃度為49％的氫氟酸，HNO₃表示濃度為65％的硝酸，DI表示去離子水；

(3)將步驟2得到的硅片用DI清洗，后置于聚四氟乙烯容器中，將腐蝕液2通過高速離心噴霧噴頭形成腐蝕酸霧通入放有硅片的容器內進行第二次腐蝕。反應時間2min，腐蝕液2為HF，HNO₃和DI的混合溶液，且HF:HNO₃:DI＝4.5:1.5:1，其中，HF表示濃度為49％的氫氟酸，HNO₃表示濃度為65％的硝酸，DI表示去離子水，溫度為35℃；

(4)將步驟3得到的硅片用DI漂洗幾遍，烘干備用。

本實施例中第一腐蝕溶液和第二腐蝕溶液中各組分的體積比均指該相應原料的體積比。本實施例制得的絨面反射率約為12.5％。

以上公開的僅為本發(fā)明的具體實施例，但是本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，都應涵蓋在本實用發(fā)明的保護范圍之內。