CN109713057A - 一种多晶硅湿法制绒工艺 - Google Patents

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张红利
罗江
王池
李锋清
凡宝安
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李杨
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Abstract

本发明提出了一种多晶硅湿法制绒工艺，包括如下步骤：将多晶硅切片，置于碱液中抛光，抛光完毕，洗净后置于含有银离子的溶液中，反应沉淀，使硅片的表面覆盖一层单质银，将覆盖有单质银的硅片置于氢氟酸‑双氧水混合溶液中，反应，使硅片的表面反应腐蚀得到均匀的纳米级坑洞，再对具有纳米级坑洞的进行扩孔，得到表面覆盖均匀金字塔结构的硅片；本发明的制绒工艺可以让多晶硅的表面形成更加均匀的坑洞，从而降低表面平均反射率。

Description

一种多晶硅湿法制绒工艺
技术领域
本发明涉及光伏材料技术领域，尤其涉及一种多晶硅湿法制绒工艺。
背景技术
太阳能是最重要的清洁可再生能源，太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。
大规模利用太阳能发电的关键是制备低成本、高效率的太阳能电池。单晶硅的拉棒工艺复杂，且硅料成本较高；而多晶硅的铸锭工艺简单，且方形铸锭硅料利用率高，显著降低了成本，目前国际市场上98％以上的光伏电池均为多晶硅太阳能电池。
其中一个重要因素是目前单晶硅绒面减反效果明显优于多晶硅。晶相分布均匀的单晶硅通过各向异性碱腐蚀获得均布密集的金字塔微结构，可实现10％以下的平均反射率；而多晶硅内部存在晶界，采用酸腐蚀方法制得绒面平均反射率在20％以上，从而影响电池整体效率的提升。根据“光伏国八条”，新上产能的多晶硅电池效率需不低于18％。因此控制多晶硅表面制绒面的平均反射率是提高多晶硅电池转换效率的关键步骤之一。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种能够优化绒面形态、提高绒面质量的多晶硅湿式制绒工艺。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种多晶硅湿式制绒工艺，包括如下步骤：
S1、将多晶硅切片，硅片置于碱液A中抛光180-250s，抛光完毕用水洗净；
S2、将S1所得硅片置于含有银离子的溶液B中，反应50-200s，使硅片的表面沉积一层银单质；
S3、将表面沉积银的硅片置于氢氟酸-双氧水混合溶液中，反应150-300s，反应完毕，将硅片置于氨水-双氧水混合溶液中进行脱银处理；
S4、将S3所得脱银完毕的硅片置于酸液中反应60-150s，得到扩孔完毕的硅片；
S5、将S4所得扩孔完毕的硅片进行修饰，先将硅片置于双氧水-碱液混合溶液中，反应120-200s，再将硅片置于氢氟酸-盐酸混合溶液中，反应120-200s。
在以上技术方案的基础上，优选的，按质量百分比为100％计，所述碱液A包括8-20％的氢氧化钾或氢氧化钠、4-6％的添加剂A和余量的水，所述添加剂A包括烯丙基磺酸盐、醇类、消泡剂和弱酸强碱盐。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述醇类为一元醇和多元醇中的一种或几种的混合物。
在以上技术方案的基础上，优选的，按质量百分比为100％计，所述溶液B包括0.1-5％的氢氟酸、2-7％的银离子添加剂B和余量的水，所述银离子添加剂B为银离子的盐中的一种或两种的混合物。
更进一步优选的，按质量百分比为100％计，所述氢氟酸-双氧水混合溶液包括质量百分比为1-6％的氢氟酸、5-10％的双氧水、3-6％的添加剂C和余量的水，所述添加剂C包括醇类、醚类、糖类和无机盐，所述氨水-双氧水混合溶液包括质量百分比为1-10％的氨水、1-15％的双氧水和余量的水。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述醇类为一元醇和多元醇中的一种或几种的混合物，所述糖类为单糖和多糖中的一种或几种的混合物，所述醚类为脂肪醇聚氧乙烯醚。
在以上技术方案的基础上，优选的，按质量百分比为100％计，所述酸液包括2-10％氢氟酸、30-50％硝酸和余量的水。
在以上技术方案的基础上，优选的，按质量百分比为100％计，所述双氧水-碱液混合溶液包括5-10％的氢氧化钾或氢氧化钠、4-8％的双氧水和余量的水，所述氢氟酸-盐酸混合溶液包括15-30％氢氟酸、15-30％盐酸和余量的水。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述S1中抛光的温度为70-85℃，所述S2中反应温度为20-30℃，所述S3中反应温度为25-40℃，所述S4中反应温度为5-15℃。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述S5中反应温度为20-30℃。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述双氧水的质量浓度为30％，所述盐酸的质量浓度为30％，所述硝酸的质量浓度为50％，所述氢氟酸的质量浓度为40％。
本发明的多晶硅湿式制绒工艺相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明采用具有银离子的酸液使硅片的表面反应沉积一层银单质，银单质层与硅形成电化学反应通道，通过反应可以使银单质层下方硅片的表面形成纳米级的孔洞，在纳米级孔洞的基础上进行酸蚀扩孔可以更大程度地保持孔洞大小一致，孔洞更加均匀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种多晶硅湿式制绒工艺，包括如下步骤：
S1、将多晶硅切片，混合8g氢氧化钾、2g烯丙基磺酸钠、2g甲醇、1g消泡剂、1g柠檬酸钠、和86g水得到碱液A，将多晶硅片置于碱液A中控温70℃抛光180s，抛光完毕，用水洗净；
S2、混合0.1g氢氟酸、2g硝酸银和97.9g水得到溶液B，将S1所得硅片置于溶液B中，于20℃下反应50s，使硅片的表面沉积一层银单质；
S3、混合1g氢氟酸、5g双氧水、0.5g甲醇、0.5g乙醚、1g葡萄糖和1g硝酸钠和91g水得到氢氟酸-双氧水溶液，将表面沉积银单质的硅片置于氢氟酸-双氧水溶液中控温25℃反应150s，反应完毕，将硅片再置于由1g氨水、1g双氧水和98g的水制成的混合溶液中脱银；
S4、混合2g氢氟酸、30g硝酸和68g水得到酸液，将S3所得硅片置于酸液中控温5℃反应60s；
S5、混合5g氢氧化钾、4g双氧水和91g水得到双氧水-碱液，混合15g氢氟酸、15g盐酸和70g水得到氢氟酸-盐酸混合溶液，将S4所得硅片置于双氧水-碱液中20℃下反应120s，再将硅片置于氢氟酸-盐酸混合溶液中20℃下反应120s，反应完毕，用清水洗净，烘干得到实施例1制绒多晶硅。
实施例2
一种多晶硅湿式制绒工艺，包括如下步骤：
S1、将多晶硅切片，混合20g氢氧化钠、2g烯丙基磺酸钾、1g乙醇、1g消泡剂、1g柠檬酸钠、和75g水得到碱液A，将多晶硅片置于碱液A中控温85℃抛光250s，抛光完毕，用水洗净；
S2、混合2g氢氟酸、2g硝酸银、3g柠檬酸银和93g水得到溶液B，将S1所得硅片置于溶液B中，于30℃下反应200s，使硅片的表面沉积一层银单质；
S3、混合3g氢氟酸、8g双氧水、1g甲醇、1g乙醚、1g麦芽糖和1g硝酸钠和85g水得到氢氟酸-双氧水溶液，将表面沉积银单质的硅片置于氢氟酸-双氧水溶液中控温40℃反应300s，反应完毕，将硅片再置于由5g氨水、8g双氧水和87g水制成的混合溶液中脱银；
S4、混合10g氢氟酸、50g硝酸和40g水得到酸液，将S3所得硅片置于酸液中控温15℃反应150s；
S5、混合10g氢氧化钠、8g双氧水和82g水得到双氧水-碱液，混合30％氢氟酸、30％盐酸和40％水得到氢氟酸-盐酸混合溶液，将S4所得硅片置于双氧水-碱液中25℃下反应200s，再将硅片置于氢氟酸-盐酸混合溶液中25℃下反应200s，反应完毕，用清水洗净，烘干得到实施例2制绒多晶硅。
实施例3
一种多晶硅湿式制绒工艺，包括如下步骤：
S1、将多晶硅切片，混合15g氢氧化钠、1g烯丙基磺酸钠、1g甲醇、1g消泡剂、1g柠檬酸钠、和81g水得到碱液A，将多晶硅片置于碱液A中控温80℃抛光200s，抛光完毕，用水洗净；
S2、混合5g氢氟酸、7g硝酸银和88g水得到溶液B，将S1所得硅片置于溶液B中，于25℃下反应100s，使硅片的表面沉积一层银单质；
S3、混合6g氢氟酸、10g双氧水、3g甲醇、1g乙醚、1g果糖和1g硝酸钠和78g水得到氢氟酸-双氧水溶液，将表面沉积银单质的硅片置于氢氟酸-双氧水溶液中控温30℃反应200s，反应完毕，将硅片再置于由10g氨水、15g双氧水和75g水制成的的混合溶液中脱银；
S4、混合5g氢氟酸、40g硝酸和55g水得到酸液，将S3所得硅片置于酸液中控温10℃反应100s；
S5、混合8g氢氧化钠、6g双氧水和86g水得到双氧水-碱液，混合20g氢氟酸、20g盐酸和60g水得到氢氟酸-盐酸混合溶液，将S4所得硅片置于双氧水-碱液中30℃下反应150s，再将硅片置于氢氟酸-盐酸混合溶液中30℃下反应150s，反应完毕，用清水洗净，烘干得到实施例3制绒多晶硅。
对比例
将多晶硅切片后直接置于混合酸中制绒，得到对比例制绒多晶硅片。
对上述制得的硅片进行性能测试，测试结果如下表：
本发明通过采用银镀层的方式使银与硅形成电化学反应通道，预先在硅的表面形成电化学腐蚀，产生纳米基本的坑洞，从而为后续的酸蚀刻提供反应点，同时本发明中在抛光过程对抛光碱液进行改进，木质素磺酸盐对硅片表面的抛光效果有极大的提升，弱酸强碱盐能够稳定抛光溶液的pH值。
本发明的制绒方法所制备的硅片相比常规湿法制备的硅片具有更低的平均反射率，提高电池短路电流，电池效率也得到了提高，且工艺简单，工艺中的原料可以进行多次重复利用。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多晶硅湿法制绒工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将多晶硅切片，硅片置于碱液A中抛光180-250s，抛光完毕用水洗净；
S2、将S1所得硅片置于含有银离子的溶液B中，反应50-200s，使硅片的表面沉积一层银单质；
S3、将表面沉积银的硅片置于氢氟酸-双氧水混合溶液中，反应150-300s，反应完毕，将硅片置于氨水-双氧水混合溶液中进行脱银处理；
S4、将S3所得脱银完毕的硅片置于酸液中反应60-150s，得到扩孔完毕的硅片；
S5、将S4所得扩孔完毕的硅片进行修饰，先将硅片置于双氧水-碱液混合溶液中，反应120-200s，再将硅片置于氢氟酸-盐酸混合溶液中，反应120-200s。
2.如权利要求1所述的多晶硅湿法制绒工艺，其特征在于，按质量百分比为100％计，所述碱液A包括8-20％的氢氧化钾或氢氧化钠、4-6％的添加剂A和余量的水，所述添加剂A包括烯丙基磺酸盐、醇类、消泡剂和弱酸强碱盐。
3.如权利要求2所述的多晶硅湿法制绒工艺，其特征在于，所述醇类为一元醇和多元醇中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求1所述的多晶硅湿法制绒工艺，其特征在于，按质量百分比为100％计，所述溶液B包括0.1-5％的氢氟酸、2-7％的银离子添加剂B和余量的水，所述银离子添加剂B为银离子的盐中的一种或两种的混合物。
5.如权利要求1所述的多晶硅湿法制绒工艺，其特征在于，按质量百分比为100％计，所述氢氟酸-双氧水混合溶液包括质量百分比为1-6％的氢氟酸、5-10％的双氧水、3-6％的添加剂C和余量的水，所述添加剂C包括醇类、醚类、糖类和无机盐，所述氨水-双氧水混合溶液包括质量百分比为1-10％的氨水、1-15％的双氧水和余量的水。
6.如权利要求5所述的多晶硅湿法制绒工艺，其特征在于，所述醇类为一元醇和多元醇中的一种或几种的混合物，所述糖类为单糖和多糖中的一种或几种的混合物，所述醚类为脂肪醇聚氧乙烯醚。
7.如权利要求1所述的多晶硅湿法制绒工艺，其特征在于，按质量百分比为100％计，所述酸液包括2-10％氢氟酸、30-50％硝酸和余量的水。
8.如权利要求1所述的多晶硅湿法制绒工艺，其特征在于，按质量百分比为100％计，所述双氧水-碱液混合溶液包括5-10％的氢氧化钾或氢氧化钠、4-8％的双氧水和余量的水，所述氢氟酸-盐酸混合溶液包括15-30％氢氟酸、15-30％盐酸和余量的水。
9.如权利要求1所述的多晶硅湿法制绒工艺，其特征在于，所述S1中抛光的温度为70-85℃，所述S2中反应温度为20-30℃，所述S3中反应温度为25-40℃，所述S4中反应温度为5-15℃。
10.如权利要求1所述的多晶硅湿法制绒工艺，其特征在于，所述S5中反应温度为20-30℃。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109309132A (zh) * 2017-07-27 2019-02-05 中美矽晶制品股份有限公司 太阳能电池芯片
CN113299791A (zh) * 2021-04-14 2021-08-24 吕建忠 一种光伏用多晶硅消泡式制绒方法
CN113502163A (zh) * 2021-09-10 2021-10-15 杭州晶宝新能源科技有限公司 用于形成太阳电池背结构的化学助剂、其制备方法及应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102479698A (zh) * 2010-11-24 2012-05-30 气体产品与化学公司 用于硅片制绒的组合物和方法
CN103456804A (zh) * 2013-09-24 2013-12-18 上海大学 在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构的方法及制备短波增强型太阳电池的方法
CN106229386A (zh) * 2016-10-14 2016-12-14 南京航空航天大学 一种银铜双金属mace法制备黑硅结构的方法
CN107245760A (zh) * 2017-05-10 2017-10-13 苏州日弈新电子科技有限公司 太阳能电池硅片的处理方法
CN107742662A (zh) * 2017-10-25 2018-02-27 江西瑞晶太阳能科技有限公司 一种蜂窝状湿法黑硅绒面结构及其制备方法以及黑硅电池及其制备方法
CN108054238A (zh) * 2017-12-06 2018-05-18 江苏辉伦太阳能科技有限公司 一种链式湿化学法制备可控结构多晶黑硅的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102479698A (zh) * 2010-11-24 2012-05-30 气体产品与化学公司 用于硅片制绒的组合物和方法
CN103456804A (zh) * 2013-09-24 2013-12-18 上海大学 在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面纳米织构的方法及制备短波增强型太阳电池的方法
CN106229386A (zh) * 2016-10-14 2016-12-14 南京航空航天大学 一种银铜双金属mace法制备黑硅结构的方法
CN107245760A (zh) * 2017-05-10 2017-10-13 苏州日弈新电子科技有限公司 太阳能电池硅片的处理方法
CN107742662A (zh) * 2017-10-25 2018-02-27 江西瑞晶太阳能科技有限公司 一种蜂窝状湿法黑硅绒面结构及其制备方法以及黑硅电池及其制备方法
CN108054238A (zh) * 2017-12-06 2018-05-18 江苏辉伦太阳能科技有限公司 一种链式湿化学法制备可控结构多晶黑硅的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109309132A (zh) * 2017-07-27 2019-02-05 中美矽晶制品股份有限公司 太阳能电池芯片
CN113299791A (zh) * 2021-04-14 2021-08-24 吕建忠 一种光伏用多晶硅消泡式制绒方法
CN113502163A (zh) * 2021-09-10 2021-10-15 杭州晶宝新能源科技有限公司 用于形成太阳电池背结构的化学助剂、其制备方法及应用

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