一種多晶矽片絨面的製備方法
2024-04-07 16:25:05
一種多晶矽片絨面的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種多晶矽片絨面的製備方法，包括如下步驟：(1)將待處理的多晶矽片放入第一制絨槽進行第一次制絨；制絨混合溶液處於循環狀態；(2)將待處理的多晶矽片放入第二制絨槽進行第二次制絨；制絨混合溶液處於循環狀態和鼓泡狀態；(3)將待處理的多晶矽片放入第三制絨槽進行第三次制絨；制絨混合溶液處於循環狀態和鼓泡狀態。經產線實驗證實：15萬片矽片經本發明的方法制絨後，只有80片產生了水紋印，相較於以往技術在去除水紋印方面有了顯著提高；另外，採用本發明的方法制絨後，矽片表面的花籃印幾乎不存在；由此可見，本發明極大地改善了電池片的外觀，解決了本領域亟待解決的技術難題。
【專利說明】—種多晶矽片絨面的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多晶矽片絨面的製備方法，屬於太陽電池領域。
【背景技術】
[0002]現有技術中，在太陽能電池片的製備過程中，為了提高太陽電池的性能和效率，一般都會在矽片表面制絨。有效的絨面結構可以使得入射的太陽光在矽片表面進行多次反射和折射，改變入射光在矽片中的前進方向。增加矽片對紅外光的吸收，提高光電轉換效率。
[0003]目前，多晶矽片的制絨方法一般都是採用鉻酸制絨，其設備都是採用價格低廉且工藝窗口寬的槽式制絨設備，具體方式是在單個制絨槽中加入鉻酸混合溶液，然後將多晶矽片浸入到鉻酸混合溶液中進行制絨。
[0004]然而，實際應用發現，由於制絨反應劇烈，容易產生大量熱量，溫度可控性低，導致矽片表面晶花明顯，且陰陽片較多，減重難控制，尤其是產生嚴重的花籃印和水紋印，而這種花籃印和水紋印特別明顯，嚴重影響了電池片的外觀，參加附圖1所示的制絨後的矽片表面圖。
[0005]另一方面，目前我國生產的電池片絕大多數都是出口銷售，而國外對電池片的外觀非常看重。例如，在銷往日本的過程中，對方首先會對產品的外觀進行評估，若是電池片上具有明顯的花籃印和水紋印，則會被判定為不合格，嚴重影響了銷售。
[0006]針對上述問題，本領域的工作人員進行了大量的研究實驗，發現簡單的調整工藝參數，如腐蝕溫度，腐蝕時間等，均無法獲得突破。因而，這一問題成為了本領域亟待解決卻始終無法解決的技術難題。
[0007]因此，開發一種多晶矽片絨面的製備方法，以減少矽片表面的花籃印和水紋印，具有積極的現實意義。
【發明內容】
[0008]本發明目的是提供一種多晶矽片絨面的製備方法。
[0009]為達到上述目的，本發明採用的技術方案是:一種多晶矽片絨面的製備方法，包括如下步驟:
(1)將待處理的多晶矽片放入第一制絨槽進行第一次制絨；
所述第一制絨槽中的制絨混合溶液的組分，按質量計，包括:0.5%~1.5%的Cr03、40%~50%的HF水溶液、0.004%~0.03%的聚乙二醇、0.01%~0.03%的聚丙烯醯胺、0.04%~0.15%的丙烯酸，餘量為水；所述HF水溶液中含有質量百分比為49%的HF ；
腐蝕溫度為1(T30°C，腐蝕時間為250~350秒；
制絨混合溶液處於循環狀態；
(2)將待處理的多晶矽片放入第二制絨槽進行第二次制絨；
所述第二制絨槽中的制絨混 合溶液的組分，按質量計，包括:0.3%~?%的Cr03、459T60%的HF水溶液、0.004%~0.03%的聚乙二醇、0.01%~0.03%的聚丙烯醯胺、0.04%~0.15%的丙烯酸，餘量為水；所述HF水溶液中含有質量百分比為49%的HF ；
腐蝕溫度為15~25°C，腐蝕時間為230~270秒；
制絨混合溶液處於循環狀態和鼓泡狀態；
(3)將待處理的多晶矽片放入第三制絨槽進行第三次制絨；
所述第三制絨槽中的制絨混合溶液的組分，按質量計，包括:0.3%~?%的Cr03、459T60%的HF水溶液、0.004%~0.03%的聚乙二醇、0.01%~0.03%的聚丙烯醯胺、0.04%~0.15%的丙烯酸，餘量為水；所述HF水溶液中含有質量百分比為49%的HF ；
腐蝕溫度為15~25°C，腐蝕時間為230~270秒； 制絨混合溶液處於循環狀態和鼓泡狀態。
[0010]上文中，三氧化鉻溶於水得到鉻酸。即鉻酸制絨。
[0011]所述HF水溶液中含有質量百分比為49%的HF，當然也可以採用其他濃度的HF水溶液，只要在混合溶液中的總質量百分含量一致即可。
[0012]上述技術方案中，所述步驟(3)之後，還設有至少I個制絨槽進行制絨，制絨槽中的制絨混合溶液、腐蝕溫度、腐蝕時間和狀態均與步驟(3)相同。
[0013]上述技術方案中，所述步驟(1)中，第一制絨槽中的制絨混合溶液的組分，按質量計，包括:0.9%~1.1%的Cr03、43%~45%的HF水溶液、0.004%~0.03%的聚乙二醇、0.01%~0.03%的聚丙烯醯胺、0.04%~0.15%的丙烯酸，餘量為水；所述HF水溶液中含有質量百分比為49%的HF ;腐蝕時間為270~320秒。
[0014]上述技術方案中，所述步驟(3)中，第三制絨槽中的制絨混合溶液的組分，按質量計，包括:0.3%~Ο.8%的Cr03、46%~58%的HF水溶液、0.004%~0.03%的聚乙二醇、
0.01%~0.03%的聚丙烯醯胺、0.04%~0.15%的丙烯酸，餘量為水；所述HF水溶液中含有質量百分比為49%的HF ;腐蝕時間為230~270秒。
[0015]本發明的工作機理如下:
第一步:第一制絨槽作為主要反應區，通過制絨液的腐蝕，可有效去除矽片表面損傷層，減重控制在0.2g-0.3g，再通過制絨槽循環功能形成達到第一步制絨的預設腐蝕絨面；(經產線實驗證明，所述第一制絨槽若不開啟循環功能會使制絨液在矽片表面反應不充分，使制絨後的矽片表面會形成大面積暗色，影響外觀統一性；而第一制絨槽若開啟循環功能也開啟鼓泡功能，則會使制絨後的矽片表面產生明暗條紋，影響矽片質量和外觀)因此第一制絨槽只開啟循環功能，矽片經過制絨液腐蝕後可達到最佳效果。
[0016]第二步:第二制絨槽在矽片表面損傷層已去除的情況下，制絨過程不再反應劇烈，且反應相對均勻，通過制絨液進一步腐蝕和修飾，晶花得到進一步的模糊，同時由於開啟了循環和鼓泡功能，可以使得矽片與花籃接觸部分適當松離，繼續充分反應，使得矽片表面的花籃印水紋印得到進一步改善，並將娃片減重控制在0.1g左右。
[0017]第三步:第三制絨槽的反應逐步緩慢，通過制絨液的第三次腐蝕作用，形成達到預設的晶花模糊的絨面，第三制絨槽一併開啟了循環和鼓泡功能，使矽片和溶液繼續充分反應，達到去除水紋印和花籃印的效果，第三制絨槽矽片減重控制在0.05g左右。
[0018]本發明針對鉻酸制絨，通過三個槽分三步進行制絨，相對於單槽制絨，其優勢在於:反應充分，腐蝕均勻，能產生模糊的多晶晶花，可提高產線產能。
[0019]由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:1.本發明開發了一種新的多晶矽片絨面的製備方法，經產線實驗證實:15萬片矽片經本發明的方法制絨後，只有80片產生了水紋印，相較於以往技術在去除水紋印方面(現有技術中溶液後期水紋印出現的機率大致為90%左右)有了顯著提高；另外，採用本發明的方法制絨後，矽片表面的花籃印幾乎不存在；由此可見，本發明極大地改善了電池片的外觀，解決了本領域亟待解決的技術難題，具有創造性。
[0020]2.本發明可以獲得較好外觀的電池片，且不會影響電池片的電性能和轉換效率，這對出口外銷創造了極好的條件，具有積極的現實意義。
[0021]3.本發明的方法拓寬了多晶矽片鉻酸制絨的工藝窗口，有效降低了矽片的反射率，提聞了多晶娃片絡酸制續的質量和廣能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是【背景技術】中單個制絨槽制絨後的矽片表面圖；
圖2是本發明實施例一制絨後的矽片表面圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發明作進一步描述:
實施例一
參見圖2所示，一種多晶矽片絨面的製備方法，包括如下步驟:
第一步:開啟第一制絨槽的循環功能進行酸性溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液、去 離子水的質量分數分別為1%、44.7%、52%，還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.024%,0.028%,0.04%,2.208% ;腐蝕時間為300s，制絨液溫度為23.50C ；
第二步:開啟第二制絨槽的循環和鼓泡功能進行酸溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液和去離子水的質量分數分別為0.6%、51.7%,45.4% ;還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.024%,0.028%,0.04%,2.208% ；腐蝕時間為250s，制絨液溫度為23.50C ；
第三步:開啟第三制絨槽的循環和鼓泡功能進行酸溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液和去離子水的質量分數分別為0.6%、51.7%,45.4% ;還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.024%,0.028%,0.04%,2.208% ；腐蝕時間為250s，制絨液溫度為23.5°C。
[0024]製備出的多晶矽太陽能電池的矽片表面圖如圖2所示。可以看到，圖2中的水紋印明顯改善，花籃印不存在。
[0025]本次制絨矽片減重在0.41g,水紋印減少到0.05%。
[0026]與單槽式制絨相比較，開路電壓提升0.0006V,短路電流提升0.06A，填充因子提升0.44%，光電轉換效率提升0.1%。
[0027]實施例二
一種多晶矽片絨面的製備方法，包括如下步驟:
第一步:開啟第一制絨槽的循環 功能進行酸性溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液、去離子水的質量分數分別為0.5%、40%、57.5%，還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.004%,0.01%,0.04%、1.946% ;腐蝕時間為350s，制絨液溫度為10°C ；
第二步:開啟第二制絨槽的循環和鼓泡功能進行酸溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液和去離子水的質量分數分別為0.3%、45%、52.7% ;還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.004%,0.01%,0.04%、1.946% ;腐蝕時間為300s，制絨液溫度為10°C ；
第三步:開啟第三制絨槽的循環和鼓泡功能進行酸溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液和去離子水的質量分數分別為0.3%、45%、52.7% ;還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.004%,0.01%,0.04%、1.946% ;腐蝕時間為300s，制絨液溫度為10°C。
[0028]本次制絨矽片減重在0.35g,水紋印減少到0.1%。
[0029]與單槽式制絨相比較開路電壓提升0.0004V，短路電流提升0.05A，填充因子提升0.36%，光電轉換效率提升0.04%。
[0030]實施例三
一種多晶矽片絨面的製備方法，包括如下步驟:
第一步:開啟第一制絨槽的循環功能進行酸性溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液、去離子水的質量分數分別為1.5%、50%、45.5%，還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.03%,0.03%,0.15%,2.79% ;腐蝕時間為250s，制絨液溫度為30° C ；
第二步:開啟第二制絨槽的循環和鼓泡功能進行酸溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液和去離子水的質量分數分別為1%、60%、36% ;還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.03%,0.03%,0.15%,2.79% ;腐蝕時間為200s，制絨液溫度為30°C ；
第三步:開啟第三制絨槽的循環和鼓泡功能進行酸溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液和去離子水的質量分數分別為1%、60%、36% ;還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.03%,0.03%,0.15%,2.79% ;腐蝕時間為200s，制絨液溫度為30°C。
[0031]本次制絨矽片減重在0.44g，水紋印減少到0.09%ο
[0032]與單槽式制絨相比較，開路電壓提升0.0005V,短路電流提升0.05A,填充因子提升0.21%，光電轉換效率提升0.04%。
[0033]實施例四
一種多晶矽片絨面的製備方法，包括如下步驟:
第一步:開啟第一制絨槽的循環功能進行酸性溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液、去離子水的質量分數分別為0.9%、43%、54.1%，還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.004%,0.01%,0.04%、1.946% ;腐蝕時間為320s，制絨液溫度為15°C ；
第二步:開啟第二制絨槽的循環和鼓泡功能進行酸溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液和去離子水的質量分數分別為0.3%、46%、51.7% ;還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.004%,0.01%,0.04%、1.946% ;腐蝕時間為270s，制絨液溫度為15°C ；
第三步:開啟第三制絨槽的循環和鼓泡功能進行酸溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液和去離子水的質量分數分別為0.3%、46%、51.7% ;還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.004%,0.01%,0.04%、1.946% ;腐蝕時間為270s，制絨液溫度為15°C。
[0034]與單槽式制絨相比較，開路電壓提升0.0006V,短路電流提升0.05A，填充因子提升0.23%，光電轉換效率提升0.06%。
[0035]實施例五
一種多晶矽片絨面的製備方法，包括如下步驟:
第一步:開啟第一制絨槽的循環功能進行酸性溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液、去離子水的質量分數分別為1.1%、45%、51.4%，還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.025%,0.025%,0.125%,2.325% ;腐蝕時間為270s，制絨液溫度為25°C ；
第二步:開啟第二制絨槽的循環和鼓泡功能進行酸溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液和去離子水的質量分數分別為0.8%、58%、38.7% ;還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.025%,0.025%,0.125%,2.325% ;腐蝕時間為230s，制絨液溫度為25°C ；
第三步:開啟第三制絨槽的循環和鼓泡功能進行酸溶液制絨，制絨槽中的制絨混合溶液的組分:Cr03、HF水溶液和去離子水的質量分數分別為0.8%、58%、38.7% ;還包括聚乙二醇、聚丙烯醯胺、丙烯酸、去離子水，其質量分數分別為0.025%,0.025%,0.125%,2.325% ;腐蝕時間為230s，制絨液溫度為25°C。
[0036]與單槽式制絨相比較，開路電壓提升0.0004V,短路電流提升0.04A,填充因子提升0.2%，光電轉換效率提升0.05%。
[0037]上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用於更清楚地說明本發明，而不用於限制本發明的範圍，在閱讀了本發 明之後，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
【權利要求】
1.一種多晶矽片絨面的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: (1)將待處理的多晶矽片放入第一制絨槽進行第一次制絨； 所述第一制絨槽中的制絨混合溶液的組分，按質量計，包括:0.5%~1.5%的Cr03、40%~50%的HF水溶液、0.004%~0.03%的聚乙二醇、0.01%~0.03%的聚丙烯醯胺、0.04%~0.15%的丙烯酸，餘量為水；所述HF水溶液中含有質量百分比為49%的HF ； 腐蝕溫度為10-30°C，腐蝕時間為250~350秒； 制絨混合溶液處於循環狀態； (2)將待處理的多晶矽片放入第二制絨槽進行第二次制絨； 所述第二制絨槽中的制絨混合溶液的組分，按質量計，包括:0.3%~1%的Cr03、45%-60%的HF水溶液、0.004%~0.03%的聚乙二醇、0.01%~0.03%的聚丙烯醯胺、0.04%~0.15%的丙烯酸，餘量為水；所述HF水溶液中含有質量百分比為49%的HF ； 腐蝕溫度為15~25°C，腐蝕時間為230~270秒； 制絨混合溶液處於循環狀態和鼓泡狀態； (3)將待處理的多晶矽片放入第三制絨槽進行第三次制絨； 所述第三制絨槽中的制絨混合溶液的組分，按質量計，包括:0.3%~1%的Cr03、45%-60%的HF水溶液、0.004%~0.03%的聚乙二醇、0.01%~0.03%的聚丙烯醯胺、0.04%~0.15%的丙烯酸，餘量為水；所述HF水溶液中含有質量百分比為49%的HF ； 腐蝕溫度為15~25°C，腐蝕時間為230~270秒； 制絨混合溶液處於循環狀態和鼓泡狀態。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述步驟(3)之後，還設有至少1個制絨槽進行制絨，制絨槽中的制絨混合溶液、腐蝕溫度、腐蝕時間和狀態均與步驟(3)相同。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述步驟(1)中，第一制絨槽中的制絨混合溶液的組分，按質量計，包括:0.9%~1.1%的Cr03、43%~45%的HF水溶液、0.004%~0.03%的聚乙二醇、0.01%~0.03%的聚丙烯醯胺、0.04%~0.15%的丙烯酸，餘量為水；所述HF水溶液中含有質量百分比為49%的HF ;腐蝕時間為270~320秒。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述步驟(3)中，第三制絨槽中的制絨混合溶液的組分，按質量計，包括:0.3%~0.8%的Cr03、46%~58%的HF水溶液、0.004%~0.03%的聚乙二醇、0.01%~0.03%的聚丙烯醯胺、0.04%~0.15%的丙烯酸，餘量為水；所述HF水溶液中含有質量百分比為49%的HF ;腐蝕時間為230~270秒。
【文檔編號】H01L31/18GK103882528SQ201410123902
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】孟祥熙, 章靈軍, 王栩生, 姜小松, 周軍, 許濤 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司