CN102220645B - 一种金刚线切割硅片的制绒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于硅片制绒技术领域，特别是一种金刚线切割硅片的制绒方法。步骤如下：一、金刚线切割的硅片进行清洗；二、经过清洗好的硅片在H2SO4或H3PO4-HF-HNO3的混合酸溶液中进行酸腐蚀反应，各种酸的体积比为：H2SO4或H3PO4∶HF∶HNO3＝2-10∶1-4∶1-4，反应时间30-70s，其中H2SO4浓度98％，HF浓度49％，HNO3浓度63％，H3PO4浓度85％；三、上述与酸反应好的硅片浸泡在碱制绒液中，反应时间在10s-30s；四、将上述与碱反应的硅片浸泡在HCl-HF溶液中30s-120s；五、将反应好的硅片烘干，再进行后续电池工艺制作。本发明通过对金刚线切割硅片制绒方法的优化，和目前的制绒工艺相比，使该硅片制绒后的反射率降低了6％左右，电池效率有很大提高。
Description
技术领域
本发明属于硅片制绒技术领域，特别是一种金刚线切割硅片的制绒方法。
背景技术
目前太阳能硅片的切割普遍使用多线切割机，市场上占有率比较多的是MB、HCT、NTC等.但是由于该切割工艺效率低下，一刀需要7～8h，并且在切割中需要使用SiC和PEG的混合砂浆，切割后其废砂浆的排放严重污染环境.针对上述问题，目前国际上开发了新型切割工艺，金刚石线切割，其切割速度是普通线切割的2～3倍，切割过程中不需要使用SiC，使用对环境无污染的水性切削液。但是由于其切割原理不同，导致对硅片的表面形貌影响也不一样，和正常砂浆切割硅片相比，金刚线切割技术得到的硅片表面更加光滑，表面缺陷少如图1和2所示。酸制绒工艺就是利用硅片表面的缺陷进行各向同性腐蚀，从而降低硅片的反射率，如果按正常的硅片酸制绒工艺即HF-HNO3-H2O酸制绒工艺，金刚线切割得到的硅片由于表面缺陷较少，制绒后无法得到理想的绒面，反射率大大高于正常硅片水平，其电池转化效率也比较低，使该新型切割工艺硅片无法大规模生产。硅片酸制绒工艺的化学反应式为：4HNO3+3Si＝SiO2+4NO2+2H2O(1)；SiO2+HF＝H2SiF6+2H2O(2)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种适应金刚线切割硅片的制绒方法，可以大大改善硅片制绒后绒面形貌分布、降低绒面的反射率，最终提高其电池效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金刚线切割硅片的制绒方法，步骤如下：
(一)、金刚线切割的硅片进行清洗；
(二)、经过清洗好的硅片在H2SO4或H3PO4-HF-HNO3的混合酸溶液中进行酸腐蚀反应，各种酸的体积比为：H2SO4或H3PO4∶HF∶HNO3＝1-10∶1-8∶1-6，其中，H2SO4的重量百分浓度为98％，，HF的重量百分浓度为49％，HNO3的重量百分浓度为63％，H3PO4的重量百分浓度为85％，反应时间30-70s；
(三)、上述与酸反应好的硅片浸泡在碱制绒液中，反应时间在10s-30s；
(四)、上述反应好的硅片进行去离子水清洗；
(五)、将上述清洗好的硅片浸泡在HCl-HF溶液中30s-120s，再用去离子水清洗干净；
(六)、将反应清洗好的硅片烘干，再进行后续电池工艺制作。
H2SO4或H3PO4-HF-HNO3的混合酸溶液中各种酸的体积比优化为：H2SO4或H3PO4∶HF∶HNO3＝2-10∶1-4∶1-4。
碱制绒液为NaOH或KOH等碱性稀溶液。
该金刚线切割硅片的制绒工艺方法根本革新在于：通过对硅片腐蚀酸液体系物质的调整以及酸比例的优化，其核心是加入具有氧化性物质硫酸或磷酸，使得其金刚线切割硅片能够通过酸腐蚀后得到理想的绒面形貌分布和较低的反射率，使该种新型切割工艺下得到的硅片能够适应规模化的电池生产工艺要求。H2SO4和H3PO4主要起反应的催化剂和缓冲剂来控制反应速率，本身不参与反应。
本发明的有益效果是：本发明通过对金刚线切割硅片制绒方法的优化，和目前的制绒工艺相比，使该硅片制绒后的反射率降低了6％左右。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是普通钢线切割硅片的表面SEM图；
图2是金刚线切割的硅片的表面SEM图；
图3是正常的硅片制绒工艺得到的绒面效果SEM图；
图4是使用本发明硅片制绒工艺得到的绒面效果SEM图；
具体实施方式
一种金刚线切割硅片的制绒方法，该生产方法如下：
(一)、金刚线切割的硅片进行粗细和精洗，清洗后的硅片经过烘干、分选和包装；
(二)、经过清洗好的硅片在H2SO4或H3PO4-HF-HNO3体系进行酸腐蚀反应：
(三)、步骤(二)中的酸的体积比为：H2SO4或H3PO4∶HF∶HNO3＝2-10∶1-4∶1-4，其中H2SO4的重量百分浓度为98％，，HF的重量百分浓度为49％，HNO3的重量百分浓度为63％，H3PO4的重量百分浓度为85％，反应时间30-70s；；
(四)、上述与酸反应好的硅片浸泡在5％NaOH溶液中，反应时间15s；
(五)、将上述与碱反应的硅片浸泡在HCl-HF溶液中60s，再用去离子水清洗干净；
(六)、将反应好的硅片烘干，测试反射率，在400nm-1000nm波段下测试的平均反射率为21.1％。
如图3和4通过金刚线切割的硅片采用正常的硅片制绒工艺制绒和采用本发明的硅片制绒工艺后表面SEM图的比较，可以清楚的看出，在正常的酸制绒工艺下，金刚线切割的硅片绒面腐蚀坑不均一，硅片表面有的位置腐蚀坑不能出现，导致硅片的反射率偏高，电池效率偏低。在使用本发明的制绒工艺下，硅片绒面分布比较均一，腐蚀坑细小，反射率低，有利于电池效率的提高。
通过本发明的方法对金刚线切割硅片进行制绒可以得到更好的绒面效果。
Claims (3)
1.一种金刚线切割硅片的制绒方法，其特征是：步骤如下：
(一)、金刚线切割的硅片进行清洗；
(二)、经过清洗好的硅片在H2SO4或H3PO4-HF-HNO3的混合酸溶液中进行酸腐蚀反应，各种酸的体积比为：H2SO4或H3PO4∶HF∶HNO3＝1-10∶1-8∶1-6，其中，H2SO4的重量百分浓度为98％，，HF的重量百分浓度为49％，HNO3的重量百分浓度为63％，H3PO4的重量百分浓度为85％，反应时间30-70s；
(三)、上述与酸反应好的硅片浸泡在碱制绒液中，反应时间在10s-30s；
(四)、上述反应好的硅片进行去离子水清洗；
(五)、将上述清洗好的硅片浸泡在HCl-HF溶液中30s-120s，再用去离子水清洗干净；
(六)、将反应清洗好的硅片烘干，再进行后续电池工艺制作。
2.根据权利要求1所述的金刚线切割硅片的制绒方法，其特征是：所述的H2SO4或H3PO4-HF-HNO3的混合酸溶液中各种酸的体积比为：H2SO4或H3PO4∶HF∶HNO3＝2-10∶1-4∶1-4。
3.根据权利要求1所述的金刚线切割硅片的制绒方法，其特征是：所述的碱制绒液为NaOH或KOH碱性稀溶液。
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Address after: 213031, No. 2, Tianhe Road, Xinbei Industrial Park, Jiangsu, Changzhou Patentee after: trina solar Ltd. Address before: 213031, No. 2, Tianhe Road, Xinbei Industrial Park, Jiangsu, Changzhou Patentee before: CHANGZHOU TRINA SOLAR ENERGY Co.,Ltd. Address after: 213031, No. 2, Tianhe Road, Xinbei Industrial Park, Jiangsu, Changzhou Patentee after: TRINASOLAR Co.,Ltd. Address before: 213031, No. 2, Tianhe Road, Xinbei Industrial Park, Jiangsu, Changzhou Patentee before: trina solar Ltd. |