CN102618938B

CN102618938B - 一种准单晶硅片绒面的制备方法

Info

Publication number: CN102618938B
Application number: CN201210117815.9A
Authority: CN
Inventors: 郭进; 刘文峰; 杨晓生
Original assignee: Hunan Red Sun Photoelectricity Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Red Sun Photoelectricity Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2012-04-21
Filing date: 2012-04-21
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2032-04-21
Also published as: CN102618938A

Abstract

本发明公开了一种准单晶硅片绒面的制备方法，属于半导体晶体硅及太阳能电池制造技术领域，本发明将准单晶硅片置于呈碱性的准单晶制绒液中进行反应制得准单晶硅片绒面，并根据准单晶硅片中（100）晶粒所占的面积来调整腐蚀的深度，以达到最好的制绒效果。本发明简化了准单晶制绒工艺，降低了准单晶电池片生产成本，有效地降低了准单晶硅片绒面的反射率，提高了准单晶电池片的光电转换效率。

Description

一种准单晶硅片绒面的制备方法

技术领域

本发明涉及一种准单晶硅片绒面的制备方法，具体说是一种节约太阳能电池生产成本，提高太阳能电池光电转换效率的准单晶电池片制备方法。

背景技术

准单晶是基于多晶铸锭的工艺，在长晶时通过部分使用单晶籽晶，获得外观和电性能均类似单晶的多晶硅片。这种通过铸锭的方式形成准单晶硅的技术，其功耗只比普通多晶硅多5%，所生产的准单晶硅的质量接近直拉单晶硅，所制备的准单晶电池片的光电转换效率接近单晶电池片，从而使单位功率电池片的成本大为降低。

制绒时使用碱性溶液腐蚀硅片，以去除硅片表面的机械切痕与损伤，同时在硅片的表面制备绒面，对以（100）晶粒为主的准单晶，由于具有（100）晶面在化学腐蚀中表现的择优性，即（100）晶面的腐蚀速率有明显快于（111）晶面，因而在硅片的表面出现金字塔构造，即形成多个（111）晶面，从而形成一个陷光的表面绒面构造，光线经过这样的表面至少有两次机会与硅片表面接触，这样可有效地减少太阳光在硅片表面的反射。

晶澳太阳能有限公司申请了一项关于准单晶硅片的制绒方法专利，公布号为CN102034900A，该专利中准单晶硅片的制绒方法采用先酸制绒、后碱制绒的工艺，但是此方法工艺复杂、生产成本高、碎片率高、绒面的反射率高、制绒绒面均匀性较差、电池片效率波动较大。

发明内容

为了克服现有的准单晶绒面的制备方法工艺复杂、碎片率高、生产成本较高的不足，本发明旨在提供一种准单晶硅片绒面的制备方法，采用准单晶制绒液来制备准单晶硅片的绒面，该制备方法可简化工艺流程、降低制绒碎片率、节约生产成本，并且可有效降低绒面的反射率、提高准单晶电池片的光电转换效率。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种准单晶硅片绒面的制备方法，其特点是，将准单晶硅片置于呈碱性的准单晶制绒液中进行反应制得准单晶硅片绒面，反应温度为70℃-90℃，反应时间为10-30min；所述准单晶制绒液由碱、异丙醇、制绒添加剂和溶剂组成；所述碱是指NaOH或KOH，其中NaOH或KOH的质量分数为0.5%-4%，所述异丙醇的质量分数为1%-10%，所述制绒添加剂的质量分数为0.1%-1%，余量为溶剂。

本发明所述溶剂为纯水。

所述NaOH或KOH的质量分数更优选为1.0%-1.8%。

本发明制绒后硅片的腐蚀深度为3μm -15μm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明简化了工艺流程、降低了制绒碎片率、节约了生产成本，并且有效降低了绒面的反射率、提高了准单晶电池片的光电转换效率。采用准单晶制绒液制备准单晶硅片绒面的反应时间为10-30min，准单晶硅片被腐蚀的深度为3μm -15μm。

本发明采用呈碱性的准单晶制绒液来制备准单晶硅片的绒面，相对于晶澳太阳能有限公司的先酸制绒、后碱制绒的方法，本方法将制绒工艺流程减少一半、制绒成本降低一半，并且具有碎片率低、绒面均匀性较好的优点，绒面反射率降低1%、准单晶太阳能电池片光电转换效率提高0.1%。

以下结合实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

一种准单晶硅片绒面的制备方法，将准单晶硅片置于呈碱性的准单晶制绒液中进行反应制得准单晶硅片绒面，反应温度为70℃-90℃，反应时间为10-30min；所述准单晶制绒液成分包含NaOH或KOH、异丙醇、制绒添加剂，所述准单晶制绒液的溶剂为纯水；所述的NaOH或KOH其质量分数为0.5%-4%，所述的异丙醇质量分数为1%-10%，所述的制绒添加剂质量分数为0.1%-1%。

本发明所述的准单晶绒面制备方法的具体实例如下：

实施例1

1）实验所采用的硅片为156mm×156mm的P型准单晶硅片，（100）晶粒面积占整个硅片面积的2/3。

2）准单晶制绒液的配制：在制绒槽内加入180L纯水，待温度升为80℃，加入2kg的NaOH，搅拌均匀，待NaOH完全溶解后，加入6L异丙醇，搅拌均匀，加入800mL制绒添加剂，搅拌均匀，保持温度至80℃。

3）准单晶硅片绒面制备的具体操作步骤：准单晶硅片插入硅片承载盒，硅片承载盒放入制绒花篮中。制绒花篮由机械手提入制绒槽内，制绒槽内盛放准单晶制绒液，关闭制绒槽盖，在80℃下制绒15min后由机械手将花篮提出，在提出的过程中，机械手上的喷嘴用纯水对硅片进行喷淋。制绒花篮内的硅片经过清洗、喷淋后，放入甩干机内甩干，即得到制备好绒面的准单晶硅片。

4）经上述制绒工艺得到的准单晶硅片被腐蚀的深度为8μm -9μm。（100）晶粒的反射率为11%-14%，其他晶粒的反射率为21%-24%。最终准单晶电池片的光电转换效率17.3%-17.5%。

实施例2：

1）实验所采用的硅片为156mm×156mm的P型准单晶硅片，（100）晶粒面积占整个硅片面积的3/4。

2）准单晶制绒液的配制如同实施例1。

3）准单晶硅片绒面制备的具体操作过程与实施例1的不同处为制绒的时间为16min。

4）经上述制绒工艺得到的准单晶硅片被腐蚀的深度为9μm-10μm。（100）晶粒的反射率为10%-14%，其他晶粒的反射率为22%-25%。最终准单晶电池片的光电转换效率17.4%-17.7%。

实施例3：

1）实验所采用的硅片为156mm×156mm的P型准单晶硅片，（100）晶粒面积占整个硅片面积的4/5以上。

2）准单晶制绒液的配制如同实施例1。

3）准单晶硅片绒面制备的具体操作过程与实施例1的不同处为制绒的时间为18min。

4）经上述制绒工艺得到的准单晶硅片被腐蚀的深度为10μm-11μm。（100）晶粒的反射率为10%-13%，其他晶粒的反射率为23%-26%。最终准单晶电池片的光电转换效率17.6%-18.0%。

本发明采用呈碱性的准单晶制绒液来制备准单晶硅片的绒面，该方法制绒工艺流程简单、制绒成本低，并且具有碎片率低、绒面均匀性好、有效降低绒面反射率、提高准单晶太阳能电池光电转换效率的优点。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims

1. 一种准单晶硅片绒面的制备方法，其特征是，将准单晶硅片置于呈碱性的准单晶制绒液中进行反应制得准单晶硅片绒面，反应温度为70℃-90℃，反应时间为10-30min；所述准单晶制绒液由碱、异丙醇、制绒添加剂和溶剂组成；所述准单晶制绒液的配制为每180L纯水加入2kg的NaOH或KOH，6L异丙醇，800mL制绒添加剂；

制绒时：准单晶硅片插入硅片承载盒，硅片承载盒放入制绒花篮中；制绒花篮由机械手提入制绒槽内，制绒槽内盛放准单晶制绒液，关闭制绒槽盖，制绒后由机械手将花篮提出，在提出的过程中，机械手上的喷嘴用纯水对硅片进行喷淋；制绒花篮内的硅片经过清洗、喷淋后，放入甩干机内甩干，即得到制备好绒面的准单晶硅片。

2. 根据权利要求1 所述的准单晶硅片绒面的制备方法，其特征是，制绒后准单晶硅片被腐蚀的深度为3μm -15μm。