一種金剛線切割的多晶矽的制絨方法
2023-10-09 22:32:19
一種金剛線切割的多晶矽的制絨方法
【專利摘要】本發明公開了一種金剛線切割的多晶矽的制絨方法，其特徵在於，包括步驟：（a）採用混合酸溶液對矽片表面進行處理，使矽片表面形成多孔結構；（b）DI水清洗矽片表面；（c）制絨；（d）混酸溶液清洗：將矽片浸入氫氟酸溶液及鹽酸溶液混合的混合酸溶液中進行清洗；（e）DI水清洗並烘乾；本發明通過先用混合酸溶液對金剛線切割的矽片表面進行處理，使矽片表面形成多孔結構，從而增大矽片的反應活性；再用鹼性混合溶液對矽片進行制絨處理，使矽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矽片制絨後的反射率。
【專利說明】-種金剛線切割的多晶矽的制絨方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及多晶矽太陽能電池的製造領域，特別是太陽能電池知道過程中一種金 剛線切割的多晶矽的制絨方法。
【背景技術】
[0002] 現有多晶矽錠的切片廠家在規模化生產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，用金剛線切割多晶矽錠的切片方法因其具有更利於環保、具有更大的 降低成本空間、具有更大的提升多晶矽電池片的效率空間等優勢而得到廣大切片廠家的關 注。然而，與砂漿切割的矽片相比，用金剛線切割的多晶矽片若用現在電池生產廠家廣泛使 用的酸制絨工藝方法製備絨面，由於金剛線切割矽片表面的損傷層較薄，大約5-10微米， 反應活性不足，制絨後，用金剛線切割的矽片的反射率會比用砂漿切割的矽片的反射率高 出4-6%，反射率的升高會導致電池短路電流的下降，進而影響金剛線切割的多晶矽太陽電 池的轉換效率。近期也有廠家嘗試用RIE幹法制絨、銀誘導納米制絨等方法降低金剛線切 割的多晶矽片的反射率，這些方法雖然可以增加金剛線切割的多晶矽片制絨後矽片表面的 陷光效果，降低其反射率，但同時也在矽片表面形成了過多的複合中心，使最終所得太陽電 池的短路電流上升，但開路電壓下降，不利於減小最終電池片製成組件後的封裝損失。而且 這些制絨方法需要在傳統生產線的基礎上增加較多的制絨工藝步驟，增加額外的化學藥品 及特種氣體的使用種類，同時也增加了外圍汙水及廢氣處理的負擔。
【發明內容】
[0003] 發明目的：本發明的目的是提供一種在不增加環境負擔的情況下也能夠有效降低 金剛線切割的多晶矽反射率、提高太陽電池轉換效率的制絨方法。
[0004] 技術方案：為實現上述目的，一種金剛線切割的多晶矽的制絨方法，包括以下步 驟： (a) 採用混合酸溶液對矽片表面進行處理，使矽片表面形成多孔結構，矽片表面的多孔 結構能夠有效增加矽片的反應活性； (b) DI水清洗矽片表面：採用DI水對矽片表面進行清洗，以去除矽片表面的酸； (c) 制絨：將矽片浸入氫氧化鈉、無水乙醇或異丙醇組成的鹼性混合溶液中進行制絨， 由於所述的娃片表面為多孔結構，將娃片浸入鹼性混合溶液可使娃片表面形成具有良好陷 光效果的絨面，降低矽片的反射率； (d) 混酸溶液清洗：將矽片浸入氫氟酸溶液及鹽酸溶液混合的混合酸溶液中進行清洗， 以去除矽片表面多餘的鹼； (e) DI水清洗並烘乾：用DI水清洗矽片表面後烘乾。
[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，清洗時間為0. l-10min。
[0006] 步驟（c)中所述的鹼性混合溶液，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，清洗時間為0. 2-10min ;烘乾溫度 為 50-200°C，烘乾時間為 0. 5-20min。
[0009] 有益效果：與現有技術相比，本發明提供的一種金剛線切割的多晶矽片的制絨方 法，具有以下優點： 1. 環境汙染小：本發明所用的制絨方法不需要在傳統生產線的基礎上增加額外的化 學藥品及特種氣體的使用種類，也不會增加外圍汙水及廢氣處理的負擔； 2. 多晶矽反射率低：本發明通過先用混合酸溶液對金剛線切割的矽片表面進行處理， 使矽片表面形成多孔結構，從而增大矽片的反應活性；再用鹼性混合溶液對矽片進行制絨 處理，使矽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矽片制絨後 的反射率； 3. 電池轉換率高：本發明通過採用混合酸溶液進對矽片進行化學腐蝕的方式來增大 矽片表面的反應活性，且不會在矽片表面形成過多的複合中心，使最終所得多晶太陽電池 的短路電流會隨著反射率的下降而上升同時電池的開路電壓不會下降，從而可有效提高金 剛線切割矽片製成的多晶太陽電池的轉換效率。
【具體實施方式】
[0010] 下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，本實施例在以本發明技術方案為前提 下進行實施，應理解這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。
[0011] 一種金剛線切割的多晶矽的制絨方法，包括以下步驟： (a) 採用混合酸溶液對矽片表面進行處理，使矽片表面形成多孔結構，矽片表面的多孔 結構能夠有效增加矽片的反應活性； (b) DI水清洗矽片表面：採用DI水對矽片表面進行清洗，以去除矽片表面的酸； (c) 制絨：將矽片浸入氫氧化鈉、無水乙醇或異丙醇組成的鹼性混合溶液中進行制絨， 由於所述的娃片表面為多孔結構，將娃片浸入鹼性混合溶液可使娃片表面形成具有良好陷 光效果的絨面，降低矽片的反射率； (d) 混酸溶液清洗：將矽片浸入氫氟酸溶液及鹽酸溶液混合的混合酸溶液中進行清洗， 以去除矽片表面多餘的鹼； (e) DI水清洗並烘乾：用DI水清洗矽片表面後烘乾。
[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，清洗時間為0. l-10min。
[0013] 步驟（c)中所述的鹼性混合溶液，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，清洗時間為0. 2-10min ;烘乾溫度 為 50-200°C，烘乾時間為 0. 5-20min。
[0016] 實施例1 採用金剛線切割的P型156多晶矽片作為基體材料，將P型156多晶矽片平均分成A、 B兩份，取其中A組矽片進行常規的酸制絨，取B組矽片進行如下步驟制絨： (a)將B組矽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，處理時間為8. Omin，使矽片表面形成多孔 結構，以增大矽片表面的反應活性； (b )將步驟（a)中的矽片取出，浸入DI水中清洗，清洗溫度為15°C，清洗時間為2. 5min， 以清洗矽片表面殘留的酸； (c) 將步驟（b)中的矽片取出浸入氫氧化鈉、無水乙醇或異丙酸混合的鹼性混合溶液 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%，所述鹼性混合溶液的 處理溫度為65°C，處理時間為20min，使矽片表面形成具有良好陷光效果的絨面； (d) 混酸清洗：將矽片浸入氫氟酸及鹽酸的混合溶液中以清除矽片表面的鹼，其中氫氟 酸的濃度為〇. 8%，鹽酸的濃度為11%，浸入時間為0. 6min，處理溫度為15°C ; (e) DI清洗：用DI溶液清洗矽片表面後烘乾，其中DI水的清洗溫度為KTC，清洗時間 為I. 6min ;烘乾溫度為80°C，烘乾時間為3min，完成B組矽片的制絨。
[0017] 分別在A、B兩組中取樣測量矽片的反射率，並對兩組矽片作如下處理： (1) 將兩組矽片放入管式擴散爐作擴散處理； (2) 對擴散後的矽片進行邊緣蝕刻及去磷矽玻璃處理； (3) 將經過步驟（2)處理後的正面用管式PECVD的方法沉積氮化矽減反射膜82nm ; (4) 分別在兩組矽片的背面印刷背電極及鋁背場，在矽片的前表面印刷柵線； (5) 燒結，測試，對比A、B兩組電池片的電性能。
[0018] 對比A、B組分別採用常規酸制絨方法和本發明提供的制絨方法所得樣品的反射 率，如表一所不：
【權利要求】
1. 一種金剛線切割的多晶矽的制絨方法，其特徵在於：包括以下步驟： (a) 採用混合酸溶液對矽片表面進行處理，使矽片表面形成多孔結構； (b) DI水清洗矽片表面：採用DI水對矽片表面進行清洗； (c) 制絨：將矽片浸入氫氧化鈉、無水乙醇或異丙醇組成的鹼性混合溶液中進行制絨； (d) 混酸溶液清洗：將矽片浸入氫氟酸溶液及鹽酸溶液混合的混合酸溶液中進行清 洗； (e) DI水清洗並烘乾：用DI水清洗矽片表面後烘乾。
2. 根據權利要求1所述的一種金剛線切割的多晶矽的制絨方法，其特徵在於：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，處理時間為0. 5-10min。
3. 根據權利要求1所述的一種金剛線切割的多晶矽的制絨方法，其特徵在於：步驟（b) 中所述的DI水，其清洗溫度為0-70°C，清洗時間為0. l-10min。
4. 根據權利要求1所述的一種金剛線切割的多晶矽的制絨方法，其特徵在於：步驟 (c)中所述的鹼性混合溶液，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%，制絨時間為0. 2-30min，制絨溫度為50-KKTC。
5. 根據權利要求1所述的一種金剛線切割的多晶矽的制絨方法，其特徵在於：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%，清洗時間 為0. l-10min，清洗溫度為0-60°C。
6. 根據權利要求1所述的一種金剛線切割的多晶矽的制絨方法，其特徵在於：步驟（e) 中所述的DI水，其清洗溫度為0-70°C，清洗時間為0. 2-10min ;烘乾溫度為50-200°C，烘乾 時間為 〇? 5-20min。
【文檔編號】H01L31/18GK104328503SQ201410430817
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】李靜, 孫海平, 夏正月 申請人:奧特斯維能源（太倉）有限公司