CN108615788A - 一种黑硅的碱修饰方法 - Google Patents

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金井升
刘长明
张昕宇
金浩
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Abstract

本发明公开了一种黑硅的碱修饰方法，包括：步骤1，对金刚线多晶硅片进行反应离子刻蚀，在所述金刚线多晶硅片表面形成绒面；步骤2，将所述金刚线多晶硅片置于质量比为2％～5％的KOH溶液与质量比为3％～10％的H2O2溶液的混合溶液中清洗1.5min～2.5min。所述黑硅的碱修饰方法，通过将所述金刚线多晶硅片置于质量比为2％～5％的KOH溶液与质量比为3％～10％的H2O2溶液的混合溶液中进行碱修饰，可以大幅度增加清洗时间，提高对绒面的碱修饰的控制效果，工艺窗口大，可控性和量产性好，降低了工艺难度，提高了产品的良品率，而且处理过程简单，使用基本的常用化学溶液即可，增加成本非常有限。

Description

一种黑硅的碱修饰方法
技术领域
本发明设计黑硅太阳能电池技术领域，特别是涉及一种黑硅的碱修饰方法。
背景技术
随着光伏产业的不断发展，由于其发电成本的不断下降和对环境的低污染，逐步取代传统的高污染的化石能源。而现有的光伏电池的竞争是发电成本和电池效率的竞争。
在太阳能电池生产过程中，硅片成本占据整体生产的比重最大，为进一步提高产品的竞争力，为降低成本，一般引入金刚线切片工艺。金刚线切割多晶硅片使用多晶黑硅制绒方法，常见的有干法黑硅(反应离子刻蚀)和湿法黑硅(金属催化化学腐蚀)，这两种黑硅工艺后期都需要有碱洗进行碱洗修饰。但是碱洗工艺对绒面形貌以及后期效率有较大的影响且很难控制。
现在的干法黑硅(RIE)后期都要进行碱修饰处理中，大多采用低浓度(0.1％以下)的碱溶液进行去除多孔硅，修饰时间20s以内，时间短修饰不够，时间长会使得绒面结构受到破坏，影响电池效率，量产时补液(约5ml/200pcs)有偏差使得碱处理后的反射率波动较大。
发明内容
本发明的目的是提供了一种黑硅的碱修饰方法，提高碱修饰的可控性，提高产品的良品率，降低工艺成本。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种黑硅的碱修饰方法，包括：
步骤1，对金刚线多晶硅片进行反应离子刻蚀，在所述金刚线多晶硅片表面形成绒面；
步骤2，将所述金刚线多晶硅片置于质量比为2％～5％的KOH溶液与质量比为3％～10％的H2O2溶液的混合溶液中清洗1.5min～2.5min。
其中，在所述步骤1之前，还包括：
步骤3，对所述金刚线多晶硅片进行预制绒。
其中，所述步骤3包括：
对所述金刚线多晶硅片采用HF/HNO3溶液进行预制绒。
其中，所述步骤1包括：
在SF6和O2氛围下对所述金刚线多晶硅片表面进行反应离子刻蚀，在所述硅表面形成绒面。
其中，在所述步骤4之后，
步骤4，去除所述金刚线多晶硅片表面的氧化层。
其中，在所述步骤4之后，包括：
步骤5，对所述金刚线多晶硅片采用HF与HCl的混合溶液进行清洗，去除所述金刚线多晶硅片表面的金属离子，使的所述金刚线多晶硅片疏水。
其中，在所述步骤5之后还包括：
对所述金刚线多晶硅片采用丙酮、无水乙醇和去离子水逐步清洗。
本发明实施例所提供的黑硅的碱修饰方法，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明实施例提供的黑硅的碱修饰方法，通过将所述金刚线多晶硅片置于质量比为2％～5％的KOH溶液与质量比为3％～10％的H2O2溶液的混合溶液中进行碱修饰，可以大幅度增加清洗时间，提高对绒面的碱修饰的控制效果，工艺窗口大，可控性和量产性好，降低了工艺难度，提高了产品的良品率，而且处理过程简单，使用基本的常用化学溶液即可，增加成本非常有限。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的黑硅的碱修饰方法的一个实施例的步骤流程示意图；
图2为本发明实施例提供的黑硅的碱修饰方法的另一个实施例的步骤流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1～图2，图1为本发明实施例提供的黑硅的碱修饰方法的一个实施例的步骤流程示意图；图2为本发明实施例提供的黑硅的碱修饰方法的另一个实施例的步骤流程示意图。
在一种具体实施方式中，所述黑硅的碱修饰方法，包括：
步骤1，对金刚线多晶硅片进行反应离子刻蚀，在所述金刚线多晶硅片表面形成绒面；
步骤2，将所述金刚线多晶硅片置于质量比为2％～5％的KOH溶液与质量比为3％～10％的H2O2溶液的混合溶液中清洗1.5min～2.5min。
通过采用质量比为2％～5％的KOH溶液与质量比为3％～10％的H2O2溶液的混合溶液替换现有的低浓度的兼容也进行碱修饰，由于H2O2溶液呈弱酸性，与KOH溶液混合后形成强碱弱酸盐，大幅降低其碱性，在清洗的过程中，OH-离子不断减少，H2O2的电离减弱，强碱弱酸盐会发生逆反应，使得碱修饰过程不在剧烈，可以大幅度增加清洗时间，提高对绒面的碱修饰的控制效果，工艺窗口大，可控性和量产性好，降低了工艺难度，提高了产品的良品率，而且处理过程简单，使用基本的常用化学溶液即可，增加成本非常有限
为了进一步提高绒面质量，一般在所述步骤1之前，还包括：
步骤3，对所述金刚线多晶硅片进行预制绒。
即在初步形成预制绒面之后，才进行反应离子刻蚀，提高最终的绒面质量。
具体的，预制绒一般采用酸溶液腐蚀的方式实现，本发明对算的类型和服饰时间温度不做具体限定，所述步骤3一般包括：
对所述金刚线多晶硅片采用HF/HNO3溶液进行预制绒。
本发明主要采用干法刻蚀获取绒面，对其具体工艺步骤参数不做限定，所述步骤1包括：
在SF6和O2氛围下对所述金刚线多晶硅片表面进行反应离子刻蚀，在所述硅表面形成绒面。
当然，本发明对硅片的绒面结构不做具体限定，由用户根据需要进行设定，可以为金字塔绒面或者其它绒面结构。
由于在形成绒面的过程中，可能会在硅片表面形成氧化层，因此，在所述步骤4之后，
步骤4，去除所述金刚线多晶硅片表面的氧化层。
一般采用氢氟酸进行氧化层的去除，当然也可以采用其他的溶液去除，本发明对其去除过程工艺是时间不做具体限定。
由于在质量比为2％～5％的KOH溶液与质量比为3％～10％的H2O2溶液的混合溶液中进行碱修饰过程中，会在硅片中引入金属离子即钾离子，这会降低光伏电池的发电效率，为了避免这一情况的发生，在所述步骤4之后，包括：
步骤5，对所述金刚线多晶硅片采用HF与HCl的混合溶液进行清洗，去除所述金刚线多晶硅片表面的金属离子，使的所述金刚线多晶硅片疏水。
由于在上述的处理过程中，可能会存在其它离子的残留，为了去除杂质离子，在所述步骤5之后还包括：
对所述金刚线多晶硅片采用丙酮、无水乙醇和去离子水逐步清洗。
在本发明的一个实施例中，对于硅片的碱修饰包括：
对金刚线多晶硅片采用硝酸进行预制绒；
对预制绒之后的硅片进行反应离子刻蚀，在SF6和O2氛围下对所述金刚线多晶硅片表面进行刻蚀，形成绒面；
采用氢氟酸去除硅片表面的氧化层；
将所述金刚线多晶硅片置于质量比为5％的KOH溶液与质量比为10％的H2O2溶液的混合溶液中清洗2min；
对所述金刚线多晶硅片采用HF与HCl的混合溶液进行清洗，去除所述金刚线多晶硅片表面的金属离子，使的所述金刚线多晶硅片疏水；
将金刚线多晶硅片水洗后烘干。
综上所述，本发明实施例提供的黑硅的碱修饰方法，通过将所述金刚线多晶硅片置于质量比为2％～5％的KOH溶液与质量比为3％～10％的H2O2溶液的混合溶液中进行碱修饰，可以大幅度增加清洗时间，提高对绒面的碱修饰的控制效果，工艺窗口大，可控性和量产性好，降低了工艺难度，提高了产品的良品率，而且处理过程简单，使用基本的常用化学溶液即可，增加成本非常有限。
以上对本发明所提供的黑硅的碱修饰方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种黑硅的碱修饰方法，其特征在于，包括：
步骤1，对金刚线多晶硅片进行反应离子刻蚀，在所述金刚线多晶硅片表面形成绒面；
步骤2，将所述金刚线多晶硅片置于质量比为2％～5％的KOH溶液与质量比为3％～10％的H2O2溶液的混合溶液中清洗1.5min～2.5min。
2.如权利要求1所述黑硅的碱修饰方法，其特征在于，在所述步骤1之前，还包括：
步骤3，对所述金刚线多晶硅片进行预制绒。
3.如权利要求2所述黑硅的碱修饰方法，其特征在于，所述步骤3包括：
对所述金刚线多晶硅片采用HF/HNO3溶液进行预制绒。
4.如权利要求3所述黑硅的碱修饰方法，其特征在于，所述步骤1包括：
在SF6和O2氛围下对所述金刚线多晶硅片表面进行反应离子刻蚀，在所述硅表面形成绒面。
5.如权利要求4所述黑硅的碱修饰方法，其特征在于，在所述步骤4之后，
步骤4，去除所述金刚线多晶硅片表面的氧化层。
6.如权利要求5所述黑硅的碱修饰方法，其特征在于，在所述步骤4之后，包括：
步骤5，对所述金刚线多晶硅片采用HF与HCl的混合溶液进行清洗，去除所述金刚线多晶硅片表面的金属离子，使的所述金刚线多晶硅片疏水。
7.如权利要求6所述黑硅的碱修饰方法，其特征在于，在所述步骤5之后还包括：
对所述金刚线多晶硅片采用丙酮、无水乙醇和去离子水逐步清洗。
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