CN105463583A - 一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法，包括步骤（a）制绒液配置；（b）制绒：将硅片放置于制绒液中；（c）碱洗；（d）酸洗；（e）水洗；所述步骤（b）中所述的制绒为将硅片放入含Ni^？2+离子的HF-H₂O₂或HNO₃-HF混合溶液中进行反应制得绒面，反应温度为30℃-90℃，反应时间为5-30min；本发明采用直接对硅片进行制绒的方式，简化生产步骤的同时也可有效降低多晶硅片的制绒成本，提高产品的市场竞争力。

Description

一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法

技术领域

本发明涉及一种金刚线切割多晶硅的制绒方法。

背景技术

太阳能是用之不尽，取之不绝的能源，也被认为最有潜力的替代传统石化能源的产品。光伏组件是将太阳辐射直接转化为电能的器件，光伏组件无机械运动，使用寿命长，维护费用低等特点，是目前最理想的光电转化设备。

近期金刚线切割硅片技术因其成本低廉、节约硅料、切割时间短、对环节污染少等优点成为行业热点，但是由于金刚线切割后硅片表面光滑、微观缺陷少使得制绒困难等问题存在，限制金刚线切割硅片技术进一步的推广和使用。

目前针对金刚线切割硅片有采用Ag或Au等金属催化制绒或是采用等离子刻蚀制绒，降低反射率。

例如专利号为201410430817.2公开的一种金刚线切割的多晶硅的制绒方法，其特征在于，包括步骤：（a）采用混合酸溶液对硅片表面进行处理，使硅片表面形成多孔

结构；（b）DI水清洗硅片表面；（c）制绒；（d）混酸溶液清洗：将硅片浸入氢氟酸溶液及盐酸溶液混合的混合酸溶液中进行清洗；（e）DI水清洗并烘干；本发明通过先用混合酸溶液对金刚线切割的硅片表面进行处理，使硅片表面形成多孔结构，从而增大硅片的反应活性；再用碱性混合溶液对硅片进行制绒处理，使硅片表面形成具有良好陷光效果的绒面，能有效降低金刚线切割多晶硅片制绒后的反射率。改制绒方法有益效果明显，但是其制绒成本较高，面对日益激烈的光伏产业，这样的制绒方法并不具备竞争力。

因此，研究出一种步骤简单、成本低廉且能够有效保证制绒效果的金刚线切割多晶硅片的制绒方法是目前光伏领域需要解决的重要问题之一。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种步骤简单、成本低廉且能够有效保证制绒效果的金刚线切割多晶硅片的制绒方法。

技术方案：为了解决以上问题，本发明提供一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法，包括步骤（a）制绒液配置；（b）制绒：将硅片放置于制绒液中；（c）碱洗；（d）酸洗；（e）水洗；所述步骤（b）中所述的制绒为将硅片放入含Ni²⁺离子的HF-H₂O₂或HNO₃-HF混合溶液中进行反应制得绒面，反应温度为30℃-90℃，反应时间为5-30min；本发明采用直接对硅片进行制绒的方式，简化生产步骤的同时也可有效降低多晶硅片的制绒成本，提高产品的市场竞争力。

步骤（b）混合溶液中包括催化剂，所述催化剂是含Ni²⁺离子物质，所述Ni²⁺离子物质为NiCl₂,NiSO₄,Ni(NO₃)₂中的一种。

所述的Ni²⁺浓度为0.01-5mmol/L。

所述的制绒反应体系为HF-H₂O₂或HNO₃-HF酸性体系。

所述的HF-H₂O₂或HNO₃-HF混合溶液中HF质量分数为1%-30%，HNO₃或H₂O₂质量分数为1%-30%，其他成分为纯水溶剂。

所述碱洗溶液包括质量百分比为0.05-5%氢氧化钠水溶液。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.成本低廉：本发明提供的一种多晶硅片的制绒方法，省去了先酸洗后碱洗的步骤，且催化剂价格低廉，且与现有的普通砂浆切割多晶硅片制绒的工艺具有较好的兼容性，有效节约生产成本，提高市场竞争力；

2.制绒效果好：采用本发明的制绒液制绒的多晶硅片，其反射率降低5%，太阳能电池片光电转换效率提高0.15%。

附图说明

图1为采用现有技术制绒的金刚线切割硅片的表面SEM图；

图2采用本发明制绒液制绒后硅片表面SEM图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法，包括步骤（a）制绒液配置；（b）制绒：将硅片放置于制绒液中；（c）碱洗；（d）酸洗；（e）水洗；所述步骤（b）中所述的制绒为将硅片放入含Ni²⁺离子的HF-H₂O₂或HNO₃-HF混合溶液中进行反应制得绒面，反应温度为30℃-90℃，反应时间为5-30min；本发明采用直接对硅片进行制绒的方式，简化生产步骤的同时也可有效降低多晶硅片的制绒成本，提高产品的市场竞争力。

步骤（b）混合溶液中包括催化剂，所述催化剂是含Ni²⁺离子物质（请确认是否是含Ni²⁺离子物质），所述Ni²⁺离子物质为NiCl₂,NiSO₄,Ni(NO₃)₂中的一种。

所述的Ni²⁺浓度为0.01-5mmol/L。

所述的制绒反应体系为HF-H₂O₂或HNO₃-HF酸性体系。

所述的HF-H₂O₂或HNO₃-HF混合溶液中HF质量分数为1%-30%，HNO₃或H₂O₂质量分数为1%-30%，其他成分为纯水溶剂

所述碱洗溶液包括质量百分比为0.5-5%氢氧化钠水溶液。

实施例1

1）实验所采用的硅片为156mm×156mm电阻率为2.0ohm·cm的P型金刚线切割多晶硅片。

2）制绒液的配制：在制绒槽内加入100L纯水，待温度升为50℃，加入10L的40%的HF，10L的60%的HNO₃搅拌均匀，加入0.132gNiCl₂，搅拌均匀，保持温度至50℃。

3）金刚线切割多晶硅片绒面制备的具体操作步骤：金刚线切割多晶硅片插入硅片承载盒，硅片承载盒放入制绒花篮中；将制绒花篮提入制绒槽内，关闭制绒槽盖，在50℃下制绒15min后将花篮提出。制绒花篮内的硅片经过碱洗、酸洗、DI水清洗后，放入甩干机内甩干，即得到制备好绒面的金刚线切割多晶硅片，如图2所示。

实施例2：

1）实验所采用的硅片为156mm×156mm电阻率为3.0ohm·cm的P型金刚线切割多晶硅片。

2）制绒液的配制：在制绒槽内加入100L纯水，待温度升为60℃，加入20L的40%的HF，20L的60%的HNO₃搅拌均匀，加入0.3gNi(NO₃)₂，搅拌均匀，保持温度至60℃。

3）金刚线切割多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8min。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法，其特征在于：包括步骤（a）制绒液配置；（b）制绒：将硅片放置于制绒液中；（c）碱洗；（d）酸洗；（e）水洗；

所述步骤（b）中所述的制绒为将硅片放入含Ni²⁺离子的HF-H₂O₂或HNO₃-HF混合溶液中进行反应制得绒面，反应温度为30℃-90℃，反应时间为5-30min。

2.根据权利要求1所述的一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法，其特征在于：步骤（b）混合溶液中包括催化剂，所述催化剂是含Ni²⁺离子物质，所述Ni²⁺离子物质为NiCl₂,NiSO₄,Ni(NO₃)₂中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法，其特征在于：所述的Ni²⁺浓度为0.01-5mmol/L。

4.根据权利要求1所述的一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法，其特征在于：所述的制绒反应体系为H₂O₂-HF或HNO₃-HF酸洗体系。

5.根据权利要求1所述的一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法，其特征在于：所述的HF-H₂O₂或HNO₃-HF混合溶液中HF质量分数为1%-30%，HNO₃或H₂O₂质量分数为1%-30%，其他成分为纯水溶剂。

6.根据权利要求1所述的一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法，其特征在于：所述碱洗溶液包括质量百分比为0.5-5%氢氧化钠水溶液。