CN110416353A - 一种湿法槽式黑硅制绒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种湿法槽式黑硅制绒方法，包括如下步骤：对晶硅片进行表面处理，将晶硅片放入一级处理槽中，去除硅片表面的线痕，获取表面平整的一级晶硅片；将表面处理后的晶硅片挖孔制绒，将获取的所述一级晶硅片放入二级处理槽中反应180‑220s，获取表面形成纳米级小孔的二级晶硅片；其中，放入所述一级晶硅片前使所述二级处理槽中的混合液，提前10‑20s停止循环流动至挖孔完成；对挖孔制绒后的晶硅片进行扩孔，将挖孔后的所述二级晶硅片放入三级处理槽中处理85s‑95s，获取三级晶硅片；将获取的所述三级晶硅片放入清洗槽中，获取表面无金属离子的硅片，并将清洗后的硅片烘干获取成品硅片；本发明获取制绒后的硅片，孔洞大小一致，均匀性好。
Description
技术领域
本发明涉及硅片生产技术领域，具体涉及一种湿法槽式黑硅制绒方法。
背景技术
随着传统能源可使用时间表的确认，新能源作为人类应对传统能源枯竭的应对方式，获得各个国家政府的大力支持，而太阳能作为新能源的一员获得越来越多的关注。与传统能源相比，太阳能成本仍偏高。因此，提高太阳能电池转化效率降低生产成本是整个太阳能行业的迫切需求。在硅片端，金刚线切割多晶硅片因其巨大的降本空间，目前已占据硅片切割的主导地位，因金刚线切割损伤层与砂浆切割损伤层的巨大差异，电池端生产工艺也需作出相应的改变。因此，为了匹配硅片切割带来的差异性，湿法槽式黑硅工艺因其成本优势及与金刚线切割较好的匹配性，逐渐替代了链式制绒，已取得主导地位。
现行的黑硅湿法制绒工艺根据挖孔槽工艺的不同可以分为分步法和合步法。不管是合步发还是分步法，都存在制绒后绒面不均匀的情况。如果均匀性差到一定的程度，在pecvd后就形成了同一张片子内有两种以上的颜色。这样导致外观降级片比较多，颜色均匀性比较难控制。从而直接拉高了生产的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种湿法槽式黑硅制绒方法，以解决现有技术中导致晶硅片在制绒后绒面不均匀的情况。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
一种湿法槽式黑硅制绒方法，包括如下步骤：
步骤1、对晶硅片进行表面处理，将晶硅片放入一级处理槽中，去除硅片表面的线痕，获取表面平整的一级晶硅片；其中，所述一级处理槽中通入的循环液体为氢氧化钾、水和添加剂BT20-A的混合液；
步骤2、将表面处理后的晶硅片挖孔制绒，将获取的所述一级晶硅片放入二级处理槽中反应180-220s，获取表面形成纳米级小孔的二级晶硅片；其中，放入所述一级晶硅片前使所述二级处理槽中的混合液，提前10-20s停止循环流动至挖孔完成；所述二级处理槽中的混合液包括氢氟酸、双氧水、添加剂BT20-B和添加剂BT20-C；
步骤3、对挖孔制绒后的晶硅片进行扩孔，将挖孔后的所述二级晶硅片放入三级处理槽中处理85s-95s，获取三级晶硅片；其中，三级处理槽中的混合液包括氢氟酸和硝酸；
步骤4、清洗烘干，将获取的所述三级晶硅片放入清洗槽中，获取表面无金属离子的硅片，并将清洗后的硅片烘干获取成品硅片。
进一步的，所述挖孔步骤和扩孔步骤之间还包括：脱银，将所述二级晶硅片放入包括氨水和双氧水混合液的脱银槽中处理150-170s，获取表面无银离子的二级晶硅片；其中，所述混合液中氨水的浓度为1.0%-2.0%，所述双氧水的浓度为2.6%-3.4%。
进一步的，所述脱银步骤和所述扩孔步骤之间还包括：酸洗，将表面无银离子的二级晶硅片放入包括氢氟酸溶液的酸洗槽中处理85-95s，获取二级晶硅片；其中，所述氢氟酸的浓度为2%。
进一步的，所述二级处理槽中混合液中氢氟酸的浓度为45%-53%，双氧水的浓度为28%-32%。
进一步的，挖孔阶段需要补加氢氟酸，保证氢氟酸的浓度维持在45%-53%之间。
进一步的，所述二级处理槽中混合液的温度为33-35℃。
进一步的，所述三级处理槽中硝酸的浓度为28%-32%，氢氟酸的浓度为4.5%-5.5%。
本发明的优点在于：
1、挖孔时使二级处理槽中的混合液提前10-20s停止循环流动至挖孔完成，这样做的目的在于可以让晶硅片在一个相对与平稳的环境下进行反应，减小液体流动对晶硅片挖孔效果的影响，使得每个纳米级别的小孔的大小、深度和相对的距离都相同。这样扩孔后的绒面就会均匀很多。
2、本发明经过表面处理、挖孔和扩孔几个阶段，能够使硅片表面产生合适大小的孔洞，且使孔洞的大小和直径保持一致。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明中涉及的添加剂BT20-A、添加剂BT20-B和添加剂BT20-C为多晶黑硅制绒辅助品，是从时创公司直接购买得到，具体型号即为BT20-A、BT20-B和BT20-C。
一种湿法槽式黑硅制绒方法，包括如下步骤：
步骤1、对晶硅片表面处理，去除晶硅片表面的线痕，具体为：将晶硅片放入一级处理槽中，去除硅片表面的线痕，获取表面平整的一级晶硅片；其中，一级处理槽中通入的循环液体为氢氧化钾、水和添加剂BT20-A的混合液。一级处理槽中各组分的质量为氢氧化钾为31L，BT20-A为1.22L，水为260L。
步骤2、对先对表面平整的一级晶硅片进行水洗，去除一级晶硅片表面残留的硅酸钾和氢氧化钾。水洗后进行酸洗，酸洗时用到的为硝酸溶液，进一步除去一级晶硅片表面残留的氢氧化钾和硅酸钾。保证后续挖孔阶段二级处理槽的使用寿命，减少硅片制绒面外观的差异性。
步骤3、对步骤2中获取的晶硅片进行挖孔，获取形成初步制绒面的硅片。具体为，将获取的一级晶硅片放入二级处理槽中反应190s左右，获取表面形成纳米级小孔的二级晶硅片；其中，放入一级晶硅片前使二级处理槽中的混合液，提前10-20s停止循环流动至挖孔完成；二级处理槽中的混合液包括氢氟酸、双氧水、添加剂BT20-B和添加剂BT20-C；二级处理槽中混合液中氢氟酸的质量为55L，双氧水的质量为6L，BT20-B的质量为0.56L，BT20-C的质量为1.1L，水的质量为195L。二级处理槽中混合液的温度为33℃左右。使混合液提前10-20s停止循环流动至挖孔完成，这样做的目的在于可以让晶硅片在一个相对与平稳的环境下进行反应，减小液体流动对晶硅片挖孔效果的影响，使得每个纳米级别的小孔的大小、深度和相对的距离都相同。这样扩孔后的绒面就会均匀很多。
步骤4、水洗，去除挖孔阶段晶硅片从二级处理槽中携带的酸，防止影响脱银槽脱银效果。
步骤5、脱银，将二级晶硅片放入包括氨水和双氧水混合液的脱银槽中处理150-170s，获取表面无银离子的二级晶硅片；其中，混合液中氨水的浓度为1.0%-2.0%，双氧水的浓度为2.6%-3.4%。
步骤6，对脱银后的二级硅晶片进行水洗和酸洗，除去晶硅片表面的氨水、双氧水和银氨络合物。具体为先对二级晶硅片进行水洗，水洗时间约为100s；水洗后进行酸洗。酸洗，将表面无银离子的二级晶硅片放入包括氢氟酸溶液的酸洗槽中处理约90s，获取二级晶硅片；其中，氢氟酸的浓度为2%，酸洗的目的是进一步中和脱银步骤硅片表面携带的氨水。
步骤7、扩孔，将挖孔后的晶硅片表面进行扩孔，获取需要大小的孔洞的绒面。具体为，将挖孔后的二级晶硅片放入三级处理槽中处理约90s，获取三级晶硅片；其中，三级处理槽中的混合液包括氢氟酸和硝酸。具体的，氢氟酸的质量为26L、硝酸的质量为105L，水的质量为560L。
步骤8、水洗，除去扩孔时硅片表面残留的硝酸、氢氟酸和氟硅酸。
步骤9、清洗烘干，将获取的三级晶硅片放入清洗槽中，获取表面无金属离子的硅片，并将清洗后的硅片烘干获取成品硅片。
在本发明进一步的实施例中，挖孔阶段需要补加2-5次氢氟酸，保证氢氟酸的浓度维持在45%-53%之间，补加氢氟酸的原则为少量多次补加。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (9)
1.一种湿法槽式黑硅制绒方法，其特征在于，包括如下步骤：
表面处理，将晶硅片放入一级处理槽中，去除硅片表面的线痕，获取表面平整的一级晶硅片；其中，所述一级处理槽中通入的循环液体为氢氧化钾、水和添加剂BT20-A的混合液；
挖孔，将获取的所述一级晶硅片放入二级处理槽中反应180-220s，获取表面形成纳米级小孔的二级晶硅片；其中，放入所述一级晶硅片前使所述二级处理槽中的混合液，提前10-20s停止循环流动至挖孔完成；所述二级处理槽中的混合液包括氢氟酸、双氧水、添加剂BT20-B和添加剂BT20-C；
扩孔，将挖孔后的所述二级晶硅片放入三级处理槽中处理85s-95s，获取三级晶硅片；其中，三级处理槽中的混合液包括氢氟酸和硝酸；
清洗烘干，将获取的所述三级晶硅片放入清洗槽中，获取表面无金属离子的硅片，并将清洗后的硅片烘干获取成品硅片。
2.根据权利要求1所述的湿法槽式黑硅制绒方法，其特征在于，所述挖孔步骤和扩孔步骤之间还包括：
脱银，将所述二级晶硅片放入包括氨水和双氧水混合液的脱银槽中处理150-170s，获取表面无银离子的二级晶硅片；其中，所述混合液中氨水的浓度为1.0%-2.0%，所述双氧水的浓度为2.6%-3.4%。
3.根据权利要求2所述的湿法槽式黑硅制绒方法，其特征在于，所述脱银步骤和所述扩孔步骤之间还包括：
酸洗，将表面无银离子的二级晶硅片放入包括氢氟酸溶液的酸洗槽中处理85-95s，获取二级晶硅片；其中，所述氢氟酸的浓度为2%。
4.根据权利要求2所述的湿法槽式黑硅制绒方法，其特征在于，所述脱银步骤之前还包括：对挖孔获得的二级晶硅片水洗，去除挖孔时携带的酸。
5.根据权利要求2所述的湿法槽式黑硅制绒方法，其特征在于，所述脱银步骤之后还包括：对脱银后的二级硅晶片进行水洗，去除脱银时二级硅晶片上携带的氨水、双氧水和银氨络合物。
6.根据权利要求2所述的湿法槽式黑硅制绒方法，其特征在于，所述二级处理槽中混合液中氢氟酸的浓度为45%-53%，双氧水的浓度为28%-32%。
7.根据权利要求6所述的湿法槽式黑硅制绒方法，其特征在于，挖孔阶段需要补加氢氟酸，保证氢氟酸的浓度维持在45%-53%之间。
8.根据权利要求2所述的湿法槽式黑硅制绒方法，其特征在于，所述二级处理槽中混合液的温度为33-35℃。
9.根据权利要求1所述的湿法槽式黑硅制绒方法，其特征在于，所述三级处理槽中硝酸的浓度为28%-32%，氢氟酸的浓度为4.5%-5.5%。
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