一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法，其特征在于：包括以下步驟：(a)用堿溶液對硅片表面進(jìn)行處理；（b)DI水清洗桂片表面；（c)將桂片浸入酸性混合溶液中，使桂片表面形成絨面；（d)堿溶液清洗：將硅片浸入氫氧化鉀的堿溶液中，以清除硅片表面的酸；（e)酸洗：將硅片浸入氫氟酸溶液中，以中和殘留的堿；(f)DI清洗：用DI溶液清洗硅片表面后烘干。本發(fā)明通過采用堿性溶液對硅片進(jìn)行處理，使其表面形成金字塔結(jié)構(gòu)，并通過DI水洗及制絨使硅片表面形成具有良好陷光效果的絨面，有效降低硅片的反射率，提高電池片電性能。
【專利說明】一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及多晶硅太陽能電池制造領(lǐng)域，尤其是一種降低金剛線切割的多晶硅反 射率的制絨方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有多晶硅錠的切片廠家在規(guī)?；a(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比用砂漿切割的硅片的反射率高 出4-6%，反射率的升高會導(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，本發(fā)明提供了一種降低金剛線切割的多晶硅反射率 的制絨方法，包括以下步驟： (a) 用堿溶液對硅片表面進(jìn)行處理：將金剛線切割的多晶硅片放入氫氧化鈉、無水乙醇 或異丙醇組成的堿性混合溶液中，使多晶硅表面形成金字塔結(jié)構(gòu)； (b) DI水清洗硅片表面； (c) 將硅片浸入酸性混合溶液中，使硅片表面形成絨面； (d) 堿溶液清洗：將硅片浸入氫氧化鉀的堿溶液中，以清除硅片表面的酸；（e)酸洗：將 硅片浸入氫氟酸溶液中，以中和殘留的堿； (f) DI清洗：用DI溶液清洗硅片表面后烘干。
[0005] 所述步驟（a)中堿性混合溶液，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%、反應(yīng)時(shí)間為0. 2-30min，反應(yīng)溫度為50-KKTC。
[0006] 所述步驟（b)中DI水清洗硅片表面的溫度為0-70°C，清洗時(shí)間為0· l-10min。
[0007] 步驟（c)所述的酸性混合溶液為氫氟酸及硝酸的混合溶液，其中氫氟酸與硝酸的 體積比為1 :2-6:1，酸性混合溶液的處理溫度為0-30°C，處理時(shí)間為0. 5-10min。
[0008] 步驟（d)所述的氫氧化鉀的濃度為0. 1-5%，浸入時(shí)間為0. 1-lOmin，處理溫度為 0-60。。。
[0009] 步驟（e)中氫氟酸的濃度為0. 5-30%，酸洗溫度為0_70°C，酸洗時(shí)間為0. 2_15min。
[0010] 步驟（f)中DI水的清洗溫度為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。
[0011] 有益效果：本發(fā)明提供的一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法與現(xiàn)有 技術(shù)相比，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)明通過先用混合堿溶液體系對金剛線切割的硅片表面進(jìn)行 處理使硅片表面形成類金字塔的結(jié)構(gòu)以增大硅片的反應(yīng)活性，再用酸性混合溶液使硅片表 面形成絨面的制絨方法，可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)明通過采用混合堿性溶液對硅片表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕的方式來 增大其表面的反應(yīng)活性，不會在硅片表面形成過多的復(fù)合中心，使多晶太陽電池的短路電 流會隨著反射率的下降而上升，同時(shí)電池的開路電壓不會下降，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】
[0012] 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。
[0013] 一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法，包括以下步驟： (a) 用堿溶液對硅片表面進(jìn)行處理：將金剛線切割的多晶硅片放入氫氧化鈉、無水乙醇 或異丙醇組成的堿性混合溶液中，使多晶硅表面形成金字塔結(jié)構(gòu)； (b) DI水清洗硅片表面； (c) 將硅片浸入酸性混合溶液中，使硅片表面形成絨面； (d) 堿溶液清洗：將硅片浸入氫氧化鉀的堿溶液中，以清除硅片表面的酸；（e)酸洗：將 硅片浸入氫氟酸溶液中，以中和殘留的堿； (f) DI清洗：用DI溶液清洗硅片表面后烘干將硅片浸入酸性混合溶液中，使硅片表面 形成絨面； 所述步驟（a)中堿性混合溶液，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%、反應(yīng)時(shí)間為0. 2-30min，反應(yīng)溫度為50-KKTC。
[0014] 步驟（b)中DI水清洗硅片表面的溫度為0-70°C，清洗時(shí)間為0· l-10min。
[0015] 步驟（c)所述的酸性混合溶液為氫氟酸及硝酸的混合溶液，其中氫氟酸與硝酸的 體積比為1 :2-6:1，酸性混合溶液的處理溫度為0-30°C，處理時(shí)間為0. 5-10min。
[0016] 步驟（d)所述的氫氧化鉀的濃度為0. 1-5%，浸入時(shí)間為0. 1-lOmin，處理溫度為 0-60。。。
[0017] 步驟（e)中氫氟酸的濃度為0. 5-30%，酸洗溫度為0-70°C，酸洗時(shí)間為0. 2-15min。
[0018] 步驟（f)中DI水的清洗溫度為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。
[0019] 實(shí)施例I 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組硅片浸入氫氧化鈉的濃度為0. 5%、無水乙醇濃度為0. 3%的堿性混合溶液中； 浸入時(shí)間為28min，反應(yīng)溫度為85°C，使娃片表面形成金字塔結(jié)構(gòu)； (b) 將步驟（a)中的硅片取出，浸入DI水中清洗，清洗溫度為KTC，清洗時(shí)間為0. lmin， 以清洗硅片表面殘留的堿； (c) 將步驟（b)中的硅片取出浸入氫氟酸及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25min，使硅片表面 形成絨面； (d) 將步驟（c)中的硅片浸入氫氧化鉀的堿溶液中，氫氧化鉀的濃度為0. 2%，浸入時(shí)間 為lmin，處理溫度為30°C，以清除硅片表面的酸； (e) 將步驟（d)中硅片浸入氫氟酸溶液中，氫氟酸的濃度為5%，酸洗溫度為20°C，酸洗 時(shí)間為2min，以中和殘留的喊； (f) 用DI溶液清洗將步驟（e)中硅片表面后烘干，DI水的清洗溫度為50°C，清洗時(shí)間 為2min ;烘干溫度為180°C，烘干時(shí)間為lOmin，完成B組硅片的制絨。
[0020] 分別在A、B兩組中取樣測量硅片的反射率，并對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，在硅片的前表面印刷柵線； (5) 燒結(jié)，測試，對比A、B兩組電池片的電性能。
[0021] 對比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. 一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法，其特征在于：包括以下步驟： (a) 用堿溶液對硅片表面進(jìn)行處理：將金剛線切割的多晶硅片放入氫氧化鈉、無水乙醇 或異丙醇組成的堿性混合溶液中，使多晶硅表面形成金字塔結(jié)構(gòu)； (b) DI水清洗硅片表面； (c) 將硅片浸入酸性混合溶液中，使硅片表面形成絨面； (d) 堿溶液清洗：將硅片浸入氫氧化鉀的堿溶液中，以清除硅片表面的酸； (e) 酸洗：將硅片浸入氫氟酸溶液中，以中和殘留的堿； (f) DI清洗：用DI溶液清洗硅片表面后烘干。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法，其特征在 于：所述步驟（a)中堿性混合溶液，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%、反應(yīng)時(shí)間為0. 2-30min，反應(yīng)溫度為50-KKTC。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法，其特征在 于：所述步驟（b)中DI水清洗硅片表面的溫度為0-70°C，清洗時(shí)間為0. l-10min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法，其特征在 于：步驟（c)所述的酸性混合溶液為氫氟酸及硝酸的混合溶液，其中氫氟酸與硝酸的體積 比為1 :2-6:1，酸性混合溶液的處理溫度為0-30°C，處理時(shí)間為0. 5-10min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法，其特征在 于：步驟（d)所述的氫氧化鉀的濃度為0. 1-5%，浸入時(shí)間為0. Ι-lOmin，處理溫度為0-60°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法，其特征在 于：步驟（e)中氫氟酸的濃度為0. 5-30%，酸洗溫度為0-70°C，酸洗時(shí)間為0. 2-15min ;烘干 溫度為50-200°C，烘干時(shí)間為0. 5-20min。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低金剛線切割的多晶硅反射率的制絨方法，其特征在 于：步驟（f)中DI水的清洗溫度為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】C30B33/10GK104218122SQ201410430516
【公開日】2014年12月17日 申請日期: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 申請人:奧特斯維能源（太倉）有限公司