CN108470795A - 一种太阳能级多晶硅片表面制绒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳能级多晶硅片表面制绒方法，包括以下步骤：步骤A，酸洗溶液配制：配制含有HNO3、HF和H2SiF6的酸洗溶液；步骤B，酸腐：将太阳能级多晶硅片穿过酸洗溶液后，采用去离子水清洗沾附在太阳能级多晶硅片表面的酸洗溶液；步骤C，碱腐：将太阳能级多晶硅片穿过强碱溶液，进行碱腐，然后采用去离子水进行清洗；步骤D，HF和HCl混合溶液腐蚀：采用HF和HCl的混合溶液进行酸腐后，去离子水清洗；步骤E，吹干：采用压缩气体将步骤D中的太阳能级多晶硅片表面的水分吹干。本发明解决了相同条件下多晶硅在仅含HNO3和HF酸溶液中腐蚀过快，绒面凹坑宽度过大且深度不够，不利于其陷光性能的提高的问题。
Description
技术领域
本发明属于多晶硅技术领域，特别涉及一种应用于多晶硅片表面制绒的方法。
背景技术
目前，多晶硅表面织构化的方法主要有机械刻槽、激光刻槽、反应离子体蚀刻、酸腐蚀制绒等，其中各向同性酸腐制绒技术的工艺简单，可以较容易地整合到多晶硅太阳能电池的生产工序中，同时成本最低，因而在大规模的工业生产中得到了广泛的应用。在各向同性酸腐制绒技术中，目前常采用浓硝酸和盐酸混合酸溶液对多晶硅片进行腐蚀，但该种混合溶液往往存在对于多晶硅片腐蚀量过大的问题，并难以调整工艺条件将其腐蚀量控制在合适的范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能级多晶硅片表面制绒方法，以解决相同条件下多晶硅在仅含HNO3和HF酸溶液中腐蚀过快，绒面凹坑宽度过大且深度不够，不利于其陷光性能的提高的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种太阳能级多晶硅片表面制绒方法，包括以下步骤：
步骤A，酸洗溶液配制：配制含有HNO3、HF和H2SiF6的酸洗溶液；
步骤B，酸腐：将太阳能级多晶硅片穿过酸洗溶液后，采用去离子水清洗沾附在太阳能级多晶硅片表面的酸洗溶液；
步骤C，碱腐：将太阳能级多晶硅片穿过强碱溶液，进行碱腐，然后采用去离子水进行清洗；
步骤D，HF和HCl混合溶液腐蚀：采用HF和HCl的混合溶液进行酸腐后，去离子水清洗；
步骤E，吹干：采用压缩气体将步骤D中的太阳能级多晶硅片表面的水分吹干。
所述步骤A中，HNO3、HF和H2SiF6的质量比为450-490:60-100:1-5；优选的，HNO3、HF和H2SiF6的质量比为470:80:2。酸洗溶液的溶剂为纯水，纯水的质量含量为30-40％。
所述步骤A中，酸洗溶液的温度为6-9℃。
所述步骤B中，太阳能级多晶硅片以1-1.5m/min的速度穿过酸洗溶液。
所述步骤C中，太阳能级多晶硅片以1-1.5m/min的速度穿过强碱溶液；强碱溶液的pH值为3-4。
所述步骤D中，HCl和HF质量比为10:1-2:1；优选的，HCl和HF质量比为5：1。混合溶液的溶剂为纯水，纯水的质量含量为70-95％。
本发明的原理是：
第一步:硅的氧化：
硝酸和氢氟酸的混合液可以起到很好的腐蚀作用，硝酸的作用是使单质硅氧化为二氧化硅，其反应为:
3Si+4HNO3＝3SiO2+2HO2+4NO
第二步:二氧化硅的溶解：
二氧化硅生成以后，很快与氢氟酸反应：
SiO2+4HF＝SiF4+2H2O(四氟化硅是气体)
SiF4+2HF＝H2SiF6
总反应为：
SiO2+6HF＝H2SiF6+2H2O
最终反应掉的硅以六氟硅酸的形式进入溶液并溶于水；
在第二步的反应过程中体系中加入H2SiF6会对反应速率产生影响，进而影响制绒表面。
有益效果：本发明的方法中，利用含有HNO3、HF和H2SiF6的酸洗溶液解决了相同条件下多晶硅在仅含HNO3和HF酸溶液中腐蚀过快，绒面凹坑宽度过大且深度不够，不利于其陷光性能的提高的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种太阳能级多晶硅片表面制绒方法，包括以下步骤：
步骤A，酸洗溶液配制：配制含有HNO3、HF和H2SiF6的酸洗溶液，并保持溶液温度为9℃，；其中，HNO3、HF和H2SiF6的质量比为470:80:2；酸洗溶液的溶剂为纯水，纯水的质量含量为36％；
步骤B，酸腐：将太阳能级多晶硅片以1.2m/min的速度穿过酸洗溶液后，采用去离子水清洗沾附在太阳能级多晶硅片表面的酸洗溶液；
步骤C，碱腐：将太阳能级多晶硅片以1.2m/min的速度穿过强碱溶液，进行碱腐，然后采用去离子水进行清洗；其中，强碱溶液的pH值为3；
步骤D，HF和HCl混合溶液腐蚀：采用HF和HCl的混合溶液进行酸腐后，去离子水清洗；其中，HCl和HF质量比为5：1；混合溶液的溶剂为纯水，纯水的质量含量为80％；
步骤E，吹干：采用压缩气体将步骤D中的太阳能级多晶硅片表面的水分吹干。
实施例2
一种太阳能级多晶硅片表面制绒方法，包括以下步骤：
步骤A，酸洗溶液配制：配制含有HNO3、HF和H2SiF6的酸洗溶液，并保持溶液温度为9℃，；其中，HNO3、HF和H2SiF6的质量比为450:100:1；酸洗溶液的溶剂为纯水，纯水的质量含量为40％；
步骤B，酸腐：将太阳能级多晶硅片以1.5m/min的速度穿过酸洗溶液后，采用去离子水清洗沾附在太阳能级多晶硅片表面的酸洗溶液；
步骤C，碱腐：将太阳能级多晶硅片以1.5m/min的速度穿过强碱溶液，进行碱腐，然后采用去离子水进行清洗；其中，强碱溶液的pH值为4；
步骤D，HF和HCl混合溶液腐蚀：采用HF和HCl的混合溶液进行酸腐后，去离子水清洗；其中，HCl和HF质量比为10：1；混合溶液的溶剂为纯水，纯水的质量含量为70％；
步骤E，吹干：采用压缩气体将步骤D中的太阳能级多晶硅片表面的水分吹干。
实施例3
一种太阳能级多晶硅片表面制绒方法，包括以下步骤：
步骤A，酸洗溶液配制：配制含有HNO3、HF和H2SiF6的酸洗溶液，并保持溶液温度为9℃，；其中，HNO3、HF和H2SiF6的质量比为490:60:5；酸洗溶液的溶剂为纯水，纯水的质量含量为30％；
步骤B，酸腐：将太阳能级多晶硅片以1m/min的速度穿过酸洗溶液后，采用去离子水清洗沾附在太阳能级多晶硅片表面的酸洗溶液；
步骤C，碱腐：将太阳能级多晶硅片以1m/min的速度穿过强碱溶液，进行碱腐，然后采用去离子水进行清洗；其中，强碱溶液的pH值为3；
步骤D，HF和HCl混合溶液腐蚀：采用HF和HCl的混合溶液进行酸腐后，去离子水清洗；其中，HCl和HF质量比为2：1；混合溶液的溶剂为纯水，纯水的质量含量为95％；
步骤E，吹干：采用压缩气体将步骤D中的太阳能级多晶硅片表面的水分吹干。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种太阳能级多晶硅片表面制绒方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A，酸洗溶液配制：配制含有HNO3、HF和H2SiF6的酸洗溶液；
步骤B，酸腐：将太阳能级多晶硅片穿过酸洗溶液后，采用去离子水清洗沾附在太阳能级多晶硅片表面的酸洗溶液；
步骤C，碱腐：将太阳能级多晶硅片穿过强碱溶液，进行碱腐，然后采用去离子水进行清洗；
步骤D，HF和HCl混合溶液腐蚀：采用HF和HCl的混合溶液进行酸腐后，去离子水清洗；
步骤E，吹干：采用压缩气体将步骤D中的太阳能级多晶硅片表面的水分吹干。
2.根据权利要求1所述的太阳能级多晶硅片表面制绒方法，其特征在于：所述步骤A中，HNO3、HF和H2SiF6的质量比为450-490:60-100:1-5；酸洗溶液的溶剂为纯水，纯水的质量含量为30-40％。
3.根据权利要求2所述的太阳能级多晶硅片表面制绒方法，其特征在于：所述步骤A中，HNO3、HF和H2SiF6的质量比为470:80:2。
4.根据权利要求1所述的太阳能级多晶硅片表面制绒方法，其特征在于：所述步骤A中，酸洗溶液的温度为6-9℃。
5.根据权利要求1所述的太阳能级多晶硅片表面制绒方法，其特征在于：所述步骤B中，太阳能级多晶硅片以1-1.5m/min的速度穿过酸洗溶液。
6.根据权利要求1所述的太阳能级多晶硅片表面制绒方法，其特征在于：所述步骤C中，太阳能级多晶硅片以1-1.5m/min的速度穿过强碱溶液；强碱溶液的pH值为3-4。
7.根据权利要求1所述的太阳能级多晶硅片表面制绒方法，其特征在于：所述步骤D中，HCl和HF质量比为10:1-2:1；混合溶液的溶剂为纯水，纯水的质量含量为70-95％。
8.根据权利要求7所述的太阳能级多晶硅片表面制绒方法，其特征在于：所述步骤D中，HCl和HF质量比为5：1。
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