CN109666972A - 一种制备单晶硅倒金字塔绒面的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，通过将单晶硅片置于刻蚀液中进行刻蚀，且对所述刻蚀液进行分散，以使金属离子在所述刻蚀液中均匀分布，得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，其中，刻蚀时间为预设时间，所述刻蚀液为氢氟酸与双氧水的混合溶液，且所述刻蚀液中配入所述金属离子。本申请中通过将单晶硅片置于刻蚀液中，并且使金属离子均匀分布在刻蚀液中，刻蚀预设时间后，便得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，即只需通过一步便得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，不需要先沉积后刻蚀再腐蚀等复杂步骤，非常简单，并且单晶硅片表面的倒金字塔形状尺寸均匀。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种制备单晶硅倒金字塔绒面的方法。
背景技术
随着光伏技术的发展，客户和企业对太阳能电池的光电转换效率的要求也不断提升。近年来，倒金字塔绒面作为一种更加有效吸收光的结构被应用于单晶硅电池制绒中。通过对硅片表面进行制绒处理，使得入射光线在硅片表面多次反射，增加硅片对入射光线的吸收，减少反射，从而提高单晶硅太阳能电池的转换效率。
现有在单晶硅片上制备倒金字塔绒面结构的方法如图1所示，该方法需要预沉积、预处理、碱腐蚀、酸洗四步才能得到倒金字塔结构，过程较为复杂。
发明内容
本申请的目的是提供一种制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，目的在于简化现有的制备倒金字塔绒面的方法。
为解决上述技术问题，本申请提供一种制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，包括：
将单晶硅片置于刻蚀液中进行刻蚀，且对所述刻蚀液进行分散，以使金属离子在所述刻蚀液中均匀分布，得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，其中，刻蚀时间为预设时间，所述刻蚀液为氢氟酸与双氧水的混合溶液，且所述刻蚀液中配入所述金属离子。
可选的，所述预设时间取值范围为10min-30min，包括端点值。
可选的，所述对所述刻蚀液进行分散包括：
对所述刻蚀液进行超声波分散或者向所述刻蚀液中通入气体。
可选的，当对所述刻蚀液进行超声波分散时，分散时间为10min-30min，包括端点值。
可选的，当向所述刻蚀液中通入气体时，还包括：
对所述刻蚀液进行加热，温度范围为20℃-50℃，包括端点值。
可选的，所述刻蚀液中氢氟酸与双氧水的摩尔比为10:1。
可选的，所述金属离子为铜离子。
可选的，在所述将单晶硅片置于刻蚀液中进行刻蚀，且对所述刻蚀液进行分散，以使金属离子在所述刻蚀液中均匀分布，得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，其中，刻蚀时间为预设时间，所述刻蚀液为氢氟酸与双氧水的混合溶液，且所述刻蚀液中配入所述金属离子之后还包括：
用酸液去除所述硅片表面的所述金属离子，并用清水清洗所述硅片。
本申请所提供的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，通过将单晶硅片置于刻蚀液中进行刻蚀，且对所述刻蚀液进行分散，以使金属离子在所述刻蚀液中均匀分布，得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，其中，刻蚀时间为预设时间，所述刻蚀液为氢氟酸与双氧水的混合溶液，且所述刻蚀液中配入所述金属离子。本申请中通过将单晶硅片置于刻蚀液中，并且使金属离子均匀分布在刻蚀液中，刻蚀预设时间后，便得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，即只需通过一步便得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，不需要先沉积后刻蚀再腐蚀等复杂步骤，非常简单，并且单晶硅片表面的倒金字塔形状尺寸均匀。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为现有技术中制备单晶硅倒金字塔绒面的方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法的一种流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，现有的方法需要预沉积、预处理、碱腐蚀、酸洗四步才能得到倒金字塔结构，过程较为复杂。
有鉴于此，本申请提供了一种制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，请参考图2，图2为本申请实施例所提供的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法一种流程图，该方法包括：
步骤S201：将单晶硅片置于刻蚀液中进行刻蚀，且对所述刻蚀液进行分散，以使金属离子在所述刻蚀液中均匀分布，得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，其中，刻蚀时间为预设时间，所述刻蚀液为氢氟酸与双氧水的混合溶液，且所述刻蚀液中配入所述金属离子。
所述单晶硅片在所述刻蚀液中的反应为放热反应，利用反应放出的热量可以减少对反应进行持续加热，使得该刻蚀过程可以自发进行。
本申请实施例中，对所述刻蚀液进行分散，使所述金属离子均匀分布在所述刻蚀液中，目的是将所述单晶硅片放入所述刻蚀液中后，使所述金属离子与所述单晶硅片表面均匀接触，从而得到尺寸均匀的倒金字塔结构，即制备出具有均匀倒金字塔绒面的单晶硅片。
可选的，在本申请的一个实施例中，所述预设时间取值范围为10min-30min，包括端点值，避免刻蚀时间太短，不能制备出表面具有均匀倒金字塔绒面的单晶硅片，同时避免刻蚀时间太长，对所述单晶硅片造成过度刻蚀，所述单晶硅片的表面又变成平面，即不能得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片。
需要说明的是，本申请实施例中对所述刻蚀液进行分散的方式并不进行具体限定，只要达到使所述金属离子在所述刻蚀液中均匀分布的效果即可。
需要说明的是，本实施例中对所述金属离子并不做具体限定，可以自行选择。
可选的，在本申请的一个实施例中，所述金属离子为铜离子，选用铜离子，可以降低制备成本，利于产业化。
需要说明的是，本申请实施例中对所述刻蚀液中氢氟酸与双氧水的比例并不进行限定，可以自行设定。
具体的，在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述刻蚀液中氢氟酸与双氧水的摩尔比为10:1。
本申请所提供的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，通过将单晶硅片置于刻蚀液中进行刻蚀，且对所述刻蚀液进行分散，以使金属离子在所述刻蚀液中均匀分布，得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，其中，刻蚀时间为预设时间，所述刻蚀液为氢氟酸与双氧水的混合溶液，且所述刻蚀液中配入所述金属离子。本申请中通过将单晶硅片置于刻蚀液中，并且使金属离子均匀分布在刻蚀液中，刻蚀预设时间后，便得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，即只需通过一步便得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，不需要先沉积后刻蚀再腐蚀等复杂步骤，非常简单，并且单晶硅片表面的倒金字塔形状尺寸均匀。同时，该方法还可以用于在大尺寸单晶硅(156mm×156mm)表面制备出均匀的倒金字塔绒面；该方法也不需要对所述单晶硅片进行清洗，避免使用大分子表面活性剂，减少后期对所述单晶硅片进行清洗时的复杂程度。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述对所述刻蚀液进行分散包括：
对所述刻蚀液进行超声波分散或者向所述刻蚀液中通入气体。
具体的，在本申请的一个实施例中，当对所述刻蚀液进行超声波分散时，分散时间为10min-30min，包括端点值。一方面，避免超声波分散时间太短，导致金属离子不能均匀分布在刻蚀液中，并且刻蚀反应也不充分，最终导致不能形成具有均匀倒金字塔绒面的单晶硅片，同时避免超声波分散时间太长，对所述单晶硅片造成过度刻蚀，所述单晶硅片的表面又变成平面，即不能得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片；另一方面，对所述刻蚀液进行超声波分散，使金属离子均匀分布的同时，由于超声波频率高，能量大，被刻蚀液吸收产生热效应，刻蚀液的温度会升高，超声波分散时间保持在10min-30min，包括端点值，可以使刻蚀液的温度保持在一定范围内，温度太低时，刻蚀反应速度较慢，效率低，温度太低高时，刻蚀反应速度较快，会加大刻蚀控制难度。
具体的，在本申请的另一个实施例中，当向所述刻蚀液中通入气体时，对气体的种类并不做具体限定，只要不与所述刻蚀液和所述单晶硅片发生反应即可，例如氮气。还要说明的是，本实施例中对通入气体的速率也不做具体限定，可以自行设定，只要保证所述金属离子在所述刻蚀液中均匀分步即可。
可选的，在本申请的其他实施例中，当向所述刻蚀液中通入气体时，还包括对所述刻蚀液进行加热，温度范围为20℃-50℃，包括端点值，避免温度太低，刻蚀反应速度太慢，刻蚀效率低，同时避免温度太高，刻蚀反应速度太快，操控难度增加，容易对所述单晶硅片造成过度腐蚀。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，在所述将单晶硅片置于刻蚀液中进行刻蚀，且对所述刻蚀液进行分散，以使金属离子在所述刻蚀液中均匀分布，得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，其中，刻蚀时间为预设时间，所述刻蚀液为氢氟酸与双氧水的混合溶液，且所述刻蚀液中配入所述金属离子之后还包括：
用酸液去除所述硅片表面的所述金属离子，并用清水清洗所述硅片。
本申请实施例中，对具有倒金字塔绒面的单晶硅片进行进行酸洗和清水清洗后，即去除所述单晶硅片表面的杂质，便可以对所述单晶硅片进行使用，制备成太阳电池。
下面以一具体情况，对本申请中制备单晶硅倒金字塔绒面的方法进行进一步阐述。
将单晶硅片置于配有铜离子的刻蚀液中进行刻蚀，其中刻蚀液中硝酸铜：氢氟酸：双氧水(摩尔比)为1mM:1M:0.1M，同时对刻蚀液进行超声波分散，超声波分散时间为10min-30min，控制刻蚀液温度在20℃-50℃之间，刻蚀10min-30min结束后，用硝酸溶液去除单晶硅片表面残留的铜离子，然后再用清水清洗单晶硅片。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请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，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，其特征在于，包括：
将单晶硅片置于刻蚀液中进行刻蚀，且对所述刻蚀液进行分散，以使金属离子在所述刻蚀液中均匀分布，得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，其中，刻蚀时间为预设时间，所述刻蚀液为氢氟酸与双氧水的混合溶液，且所述刻蚀液中配入所述金属离子。
2.如权利要求1所述的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，其特征在于，所述预设时间取值范围为10min-30min，包括端点值。
3.如权利要求1所述的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，其特征在于，所述对所述刻蚀液进行分散包括：
对所述刻蚀液进行超声波分散或者向所述刻蚀液中通入气体。
4.如权利要求3所述的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，其特征在于，当对所述刻蚀液进行超声波分散时，分散时间为10min-30min，包括端点值。
5.如权利要求3所述的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，其特征在于，当向所述刻蚀液中通入气体时，还包括：
对所述刻蚀液进行加热，温度范围为20℃-50℃，包括端点值。
6.如权利要求1至5任一项所述的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，其特征在于，所述刻蚀液中氢氟酸与双氧水的摩尔比为10:1。
7.如权利要求6所述的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，其特征在于，所述金属离子为铜离子。
8.如权利要求7所述的制备单晶硅倒金字塔绒面的方法，其特征在于，在所述将单晶硅片置于刻蚀液中进行刻蚀，且对所述刻蚀液进行分散，以使金属离子在所述刻蚀液中均匀分布，得到具有倒金字塔绒面的单晶硅片，其中，刻蚀时间为预设时间，所述刻蚀液为氢氟酸与双氧水的混合溶液，且所述刻蚀液中配入所述金属离子之后还包括：
用酸液去除所述硅片表面的所述金属离子，并用清水清洗所述硅片。
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2018
- 2018-12-25 CN CN201811593574.9A patent/CN109666972A/zh active Pending
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