CN111509077A - 单晶硅片制绒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单晶硅片制绒方法，包括：S1、将单晶硅片浸没在碱溶液和第一制绒辅助溶液的混合溶液中进行抛光刻蚀，第一制绒辅助溶液包括绒面刻蚀剂、金属络合剂、第一表面活性剂、第一消泡剂中的一种或多种；S2、将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在碱溶液和第二制绒辅助溶液的混合溶液中进行制绒刻蚀，第二制绒辅助溶液包括绒面成核剂、pH调节剂、第二表面活性剂、第二消泡剂中的一种或多种。本发明通过引入制绒辅助溶液，仅需抛光刻蚀和制绒刻蚀两步工艺即可实现单晶硅片的制绒，大大减少了工艺时间，提高了生产效率；制绒过程中无需使用双氧水，大大减少了碱的耗量，降低了生产成本；降低了硅片表面绒面的反射率，绒面反射率能达到10％左右，硅片表面陷光性能更佳，从而提升了光电转换效率。
Description
技术领域
本发明属于硅片制绒技术领域，尤其是一种单晶硅片制绒方法。
背景技术
在晶硅太阳电池生产中，需要使用特殊的溶液在硅片表面刻蚀出特殊的凹凸结构，这一刻蚀过程称之为制绒，刻蚀出的特殊结构称之为绒面结构。这种绒面结构可以有效降低硅片表面对于光的反射率，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
针对单晶硅片，通常使用碱溶液来制绒，如氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液等。目前现有技术的单晶硅片制绒关键工艺包含三个步骤：
1、抛光刻蚀：将单晶硅片浸没在质量分数1％～3％的KOH或NaOH溶液中，刻蚀温度为60～75℃，刻蚀时间为3～4min；
2、清洗：抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数0.5％～2％的KOH或NaOH和体积分数5％～10％双氧水溶液中，清洗温度为60～75℃，清洗时间为2～3min；
3、制绒：将清洗后的单晶硅片浸没在质量分数1％～3％的KOH或NaOH和体积分数0.5％～2％制绒辅助剂混合溶液中，制绒温度为80～85℃，刻蚀时间为7～10min。
现有技术中的单晶硅片制绒工艺步骤相对复杂，需要消耗大量碱和双氧水，成本较高，且所需时间较长，生产效率不高。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种单晶硅片制绒方法。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种单晶硅片制绒方法，通过简化单晶硅片的制绒工艺，实现了单晶硅片的超快速制绒。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
一种单晶硅片制绒方法，所述制绒方法包括：
S1、将单晶硅片浸没在碱溶液和第一制绒辅助溶液的混合溶液中进行抛光刻蚀，第一制绒辅助溶液包括绒面刻蚀剂、金属络合剂、第一表面活性剂、第一消泡剂中的一种或多种；
S2、将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在碱溶液和第二制绒辅助溶液的混合溶液中进行制绒刻蚀，第二制绒辅助溶液包括绒面成核剂、pH调节剂、第二表面活性剂、第二消泡剂中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S1具体为：
将单晶硅片浸没在质量分数1％～3％的KOH或NaOH溶液和体积分数0.5％～1.0％的第一制绒辅助溶液的混合溶液中，在75℃～80℃温度下进行抛光刻蚀2min～3min。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2具体为：
将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数1％～3％的KOH或NaOH溶液和体积分数0.5％～1.0％的第二制绒辅助溶液中，在80℃～85℃温度下进行制绒刻蚀5min～6min。
作为本发明的进一步改进，所述第一制绒辅助溶液按质量分数包括：
0.5％～1％的绒面刻蚀剂；
2％～5％的金属络合剂；
0.05％～0.08％的第一表面活性剂；
0.01％～0.02％的第一消泡剂；
及去离子水。
作为本发明的进一步改进，所述第一制绒辅助溶液中：
绒面刻蚀剂包括次氯酸钠、氨基三乙醇、PEG2000中的一种或多种；
金属络合剂包括乙二胺四乙酸二钠盐、DL-羟基丁二酸、亚氨基二琥珀酸四钠中的一种或多种；
第一表面活性剂包括甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟表面活性剂中的一种或多种；
第一消泡剂包括聚醚消泡剂、聚醚改性硅消泡剂中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述第一制绒辅助溶液的电阻率大于或等于15MΩ·cm。
作为本发明的进一步改进，所述第二制绒辅助溶液按质量分数包括：
10％～20％的绒面成核剂；
3％～6％的pH调节剂；
0.05％～0.08％的第二表面活性剂；
0.01％～0.02％的第二消泡剂；
及去离子水。
作为本发明的进一步改进，所述第二制绒辅助溶液中：
绒面成核剂包括N羟甲基丙烯酰胺、羟乙基纤维素、大豆卵磷脂、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物、聚马来酸中的一种或多种；
pH调节剂包括pH酸型调节剂及pH碱型调节剂；
第二绒面表面活性剂包括Gemini型表面活性剂、烷基糖苷新型表面活性剂、咪唑啉两性表面活性剂中的一种或多种；
第二消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、高碳醇型消泡剂、聚醚改性硅消泡剂中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述第二制绒辅助溶液的电阻率大于或等于15MΩ·cm。
作为本发明的进一步改进，所述单晶硅片为太阳能级单晶硅片或电子级单晶硅片。
本发明的有益效果是：
本发明通过引入制绒辅助溶液，仅需抛光刻蚀和制绒刻蚀两步工艺即可实现单晶硅片的制绒，大大减少了工艺时间，提高了生产效率；
制绒过程中无需使用双氧水，大大减少了碱的耗量，降低了生产成本；
降低了硅片表面绒面的反射率，绒面反射率能达到10％左右，硅片表面陷光性能更佳，从而提升了光电转换效率。
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，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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为本发明单晶硅片制绒方法的具体流程图；
图2为本发明实施例1中抛光刻蚀后单晶硅片的截面SEM图；
图3为本发明实施例1中制绒刻蚀后单晶硅片的表面SEM图；
图4为本发明实施例1中制绒后单晶硅片对波长为350nm～1050nm光的反射率曲线图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种单晶硅片制绒方法，单晶硅片为太阳能级单晶硅片或电子级单晶硅片等，参图1所示，制绒方法包括：
S1、将单晶硅片浸没在碱溶液和第一制绒辅助溶液的混合溶液中进行抛光刻蚀，第一制绒辅助溶液包括绒面刻蚀剂、金属络合剂、第一表面活性剂、第一消泡剂中的一种或多种；
S2、将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在碱溶液和第二制绒辅助溶液的混合溶液中进行制绒刻蚀，第二制绒辅助溶液包括绒面成核剂、pH调节剂、第二表面活性剂、第二消泡剂中的一种或多种。
优选地，单晶硅片制绒方法具体包括：
抛光刻蚀：将单晶硅片浸没在质量分数1％～3％的KOH或NaOH溶液和体积分数0.5％～1.0％的第一制绒辅助溶液的混合溶液中，在75℃～80℃温度下进行抛光刻蚀2min～3min。
第一制绒辅助溶液的电阻率大于或等于15MΩ·cm。通过第一制绒辅助溶液能有效去除硅片表面残留的颗粒、有机物及金属杂质等，同时在硅片表面引入更多的缺陷。
制绒刻蚀：将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数1％～3％的KOH或NaOH溶液和体积分数0.5％～1.0％的第二制绒辅助溶液中，在80℃～85℃温度下进行制绒刻蚀5min～6min。
第二制绒辅助溶液的电阻率大于或等于15MΩ·cm。通过第二制绒辅助溶液能快速在硅片表面形成1～3微米大小的金字塔绒面结构，反射率降低到10％左右，形成的绒面均匀无有机物残留。
优选地，第一制绒辅助溶液按质量分数包括：
0.5％～1％的绒面刻蚀剂；
2％～5％的金属络合剂；
0.05％～0.08％的第一表面活性剂；
0.01％～0.02％的第一消泡剂；
及去离子水。
其中：
绒面刻蚀剂包括次氯酸钠、氨基三乙醇、PEG2000中的一种或多种；
金属络合剂包括乙二胺四乙酸二钠盐、DL-羟基丁二酸、亚氨基二琥珀酸四钠中的一种或多种；
第一表面活性剂包括甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟表面活性剂中的一种或多种；
第一消泡剂包括聚醚消泡剂、聚醚改性硅消泡剂中的一种或多种。
优选地，第二制绒辅助溶液按质量分数包括：
10％～20％的绒面成核剂；
3％～6％的pH调节剂；
0.05％～0.08％的第二表面活性剂；
0.01％～0.02％的第二消泡剂；
及去离子水。
其中：
绒面成核剂包括N羟甲基丙烯酰胺、羟乙基纤维素、大豆卵磷脂、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物、聚马来酸中的一种或多种；
pH调节剂包括pH酸型调节剂及pH碱型调节剂；
第二绒面表面活性剂包括Gemini型表面活性剂、烷基糖苷新型表面活性剂、咪唑啉两性表面活性剂中的一种或多种；
第二消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、高碳醇型消泡剂、聚醚改性硅消泡剂中的一种或多种。
以下结合具体实施例作进一步说明。
实施例1：
本实施例中单晶硅片制绒方法包括以下步骤：
S1、将单晶硅片浸没在质量分数2％的KOH溶液和体积分数0.5％的第一制绒辅助溶液的混合溶液中，在80℃温度下进行抛光刻蚀3min。
本实施例中，第一制绒辅助溶液按质量分数包括：
0.8％的绒面刻蚀剂，绒面刻蚀剂为次氯酸钠；
2.5％的金属络合剂，金属络合剂为乙二胺四乙酸二钠盐；
0.07％的第一表面活性剂，第一表面活性剂为甜菜碱；
0.015％的第一消泡剂，第一消泡剂为聚醚消泡剂；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
S2、将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数1.5％的KOH溶液和体积分数0.5％的第二制绒辅助溶液中，在85℃温度下进行制绒刻蚀6min。
本实施例中，第二制绒辅助溶液按质量分数包括：
15％的绒面成核剂，绒面成核剂为N羟甲基丙烯酰胺；
4.5％的pH调节剂，pH调节剂包括pH酸型调节剂及pH碱型调节剂，pH酸型调节剂为乳酸，pH碱型调节剂为碳酸氢钠；
0.07％的第二表面活性剂，第二绒面表面活性剂为Gemini型表面活性剂；
0.015％的第二消泡剂，第二消泡剂为聚二甲基硅氧烷；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
进一步地，本实施例中在步骤S1抛光刻蚀后，将单晶硅片取出，在溢流的超纯水中清洗2min，在步骤S2制绒刻蚀后，将单晶硅片取出，进行后续清洗。
参图2所示为本实施例中抛光刻蚀后单晶硅片的截面SEM图，可见，本实施例抛光刻蚀能有效去除硅片表面残留的颗粒、有机物及金属杂质等，同时在硅片表面引入了更多的缺陷。
参图3所示为本实施例中制绒刻蚀后单晶硅片的表面SEM图，可见，本实施例制绒刻蚀能在硅片表面形成1～3微米大小的金字塔绒面结构，形成的绒面均匀无有机物残留。
当然，在其他实施例中，第一制绒辅助溶液中的绒面刻蚀剂可以为次氯酸钠、氨基三乙醇、PEG2000中的至少一种；金属络合剂可以为乙二胺四乙酸二钠盐、DL-羟基丁二酸、亚氨基二琥珀酸四钠中的至少一种；第一表面活性剂可以为甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟表面活性剂中的至少一种；第一消泡剂可以为聚醚消泡剂、聚醚改性硅消泡剂中的至少一种。
在其他实施例中，第二制绒辅助溶液中的绒面成核剂可以为N羟甲基丙烯酰胺、羟乙基纤维素、大豆卵磷脂、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物、聚马来酸中的至少一种；第二绒面表面活性剂可以为Gemini型表面活性剂、烷基糖苷新型表面活性剂、咪唑啉两性表面活性剂中的至少一种；第二消泡剂可以为聚二甲基硅氧烷、高碳醇型消泡剂、聚醚改性硅消泡剂中的至少一种。
另外，在其他实施例中碱溶液也可以使用NaOH溶液等，此处不再一一进行赘述。
上述第一制绒辅助溶液和第二制绒辅助溶液同样可以实现单晶硅片的超快速制绒，其效果与上述实施例类似，此处不再一一举例进行说明。
实施例2：
与实施例1不同的是，本实施例中第一制绒辅助溶液和第二制绒辅助溶液的溶剂质量分数不同，其余均与实施例1相同。
本实施例中单晶硅片制绒方法包括以下步骤：
S1、将单晶硅片浸没在质量分数2％的KOH溶液和体积分数0.5％的第一制绒辅助溶液的混合溶液中，在80℃温度下进行抛光刻蚀3min。
本实施例中，第一制绒辅助溶液按质量分数包括：
0.5％的绒面刻蚀剂，绒面刻蚀剂为次氯酸钠；
2％的金属络合剂，金属络合剂为乙二胺四乙酸二钠盐；
0.05％的第一表面活性剂，第一表面活性剂为甜菜碱；
0.01％的第一消泡剂，第一消泡剂为聚醚消泡剂；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
S2、将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数1.5％的KOH溶液和体积分数0.5％的第二制绒辅助溶液中，在85℃温度下进行制绒刻蚀6min。
本实施例中，第二制绒辅助溶液按质量分数包括：
10％的绒面成核剂，绒面成核剂为N羟甲基丙烯酰胺；
3％的pH调节剂，pH调节剂包括pH酸型调节剂及pH碱型调节剂，pH酸型调节剂为乳酸，pH碱型调节剂为碳酸氢钠；
0.05％的第二表面活性剂，第二绒面表面活性剂为Gemini型表面活性剂；
0.01％的第二消泡剂，第二消泡剂为聚二甲基硅氧烷；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
实施例3：
与实施例1不同的是，本实施例中第一制绒辅助溶液和第二制绒辅助溶液的溶剂质量分数不同，其余均与实施例1相同。
本实施例中单晶硅片制绒方法包括以下步骤：
S1、将单晶硅片浸没在质量分数2％的KOH溶液和体积分数0.5％的第一制绒辅助溶液的混合溶液中，在80℃温度下进行抛光刻蚀3min。
本实施例中，第一制绒辅助溶液按质量分数包括：
1％的绒面刻蚀剂，绒面刻蚀剂为次氯酸钠；
5％的金属络合剂，金属络合剂为乙二胺四乙酸二钠盐；
0.08％的第一表面活性剂，第一表面活性剂为甜菜碱；
0.02％的第一消泡剂，第一消泡剂为聚醚消泡剂；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
S2、将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数1.5％的KOH溶液和体积分数0.5％的第二制绒辅助溶液中，在85℃温度下进行制绒刻蚀6min。
本实施例中，第二制绒辅助溶液按质量分数包括：
20％的绒面成核剂，绒面成核剂为N羟甲基丙烯酰胺；
6％的pH调节剂，pH调节剂包括pH酸型调节剂及pH碱型调节剂，pH酸型调节剂为乳酸，pH碱型调节剂为碳酸氢钠；
0.08％的第二表面活性剂，第二绒面表面活性剂为Gemini型表面活性剂；
0.02％的第二消泡剂，第二消泡剂为聚二甲基硅氧烷；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
实施例4：
与实施例1不同的是，本实施例中步骤S1和步骤S2的工艺参数不同，其余均与实施例1相同。
本实施例中单晶硅片制绒方法包括以下步骤：
S1、将单晶硅片浸没在质量分数2％的KOH溶液和体积分数0.5％的第一制绒辅助溶液的混合溶液中，在75℃温度下进行抛光刻蚀2min。
本实施例中，第一制绒辅助溶液按质量分数包括：
0.8％的绒面刻蚀剂，绒面刻蚀剂为次氯酸钠；
2.5％的金属络合剂，金属络合剂为乙二胺四乙酸二钠盐；
0.07％的第一表面活性剂，第一表面活性剂为甜菜碱；
0.015％的第一消泡剂，第一消泡剂为聚醚消泡剂；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
S2、将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数1.5％的KOH溶液和体积分数0.5％的第二制绒辅助溶液中，在80℃温度下进行制绒刻蚀5min。
本实施例中，第二制绒辅助溶液按质量分数包括：
15％的绒面成核剂，绒面成核剂为N羟甲基丙烯酰胺；
4.5％的pH调节剂，pH调节剂包括pH酸型调节剂及pH碱型调节剂，pH酸型调节剂为乳酸，pH碱型调节剂为碳酸氢钠；
0.07％的第二表面活性剂，第二绒面表面活性剂为Gemini型表面活性剂；
0.015％的第二消泡剂，第二消泡剂为聚二甲基硅氧烷；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
实施例5：
与实施例1不同的是，本实施例中步骤S1和步骤S2的工艺参数不同，其余均与实施例1相同。
本实施例中单晶硅片制绒方法包括以下步骤：
S1、将单晶硅片浸没在质量分数2％的KOH溶液和体积分数0.5％的第一制绒辅助溶液的混合溶液中，在78℃温度下进行抛光刻蚀2.5min。
本实施例中，第一制绒辅助溶液按质量分数包括：
0.8％的绒面刻蚀剂，绒面刻蚀剂为次氯酸钠；
2.5％的金属络合剂，金属络合剂为乙二胺四乙酸二钠盐；
0.07％的第一表面活性剂，第一表面活性剂为甜菜碱；
0.015％的第一消泡剂，第一消泡剂为聚醚消泡剂；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
S2、将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数1.5％的KOH溶液和体积分数0.5％的第二制绒辅助溶液中，在83℃温度下进行制绒刻蚀5.5min。
本实施例中，第二制绒辅助溶液按质量分数包括：
15％的绒面成核剂，绒面成核剂为N羟甲基丙烯酰胺；
4.5％的pH调节剂，pH调节剂包括pH酸型调节剂及pH碱型调节剂，pH酸型调节剂为乳酸，pH碱型调节剂为碳酸氢钠；
0.07％的第二表面活性剂，第二绒面表面活性剂为Gemini型表面活性剂；
0.015％的第二消泡剂，第二消泡剂为聚二甲基硅氧烷；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
实施例6：
与实施例1不同的是，本实施例中步骤S1和步骤S2中碱溶液及制绒辅助溶液的含量不同，其余均与实施例1相同。
本实施例中单晶硅片制绒方法包括以下步骤：
S1、将单晶硅片浸没在质量分数1％的KOH溶液和体积分数0.7％的第一制绒辅助溶液的混合溶液中，在80℃温度下进行抛光刻蚀3min。
本实施例中，第一制绒辅助溶液按质量分数包括：
0.8％的绒面刻蚀剂，绒面刻蚀剂为次氯酸钠；
2.5％的金属络合剂，金属络合剂为乙二胺四乙酸二钠盐；
0.07％的第一表面活性剂，第一表面活性剂为甜菜碱；
0.015％的第一消泡剂，第一消泡剂为聚醚消泡剂；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
S2、将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数1％的KOH溶液和体积分数0.7％的第二制绒辅助溶液中，在85℃温度下进行制绒刻蚀6min。
本实施例中，第二制绒辅助溶液按质量分数包括：
15％的绒面成核剂，绒面成核剂为N羟甲基丙烯酰胺；
4.5％的pH调节剂，pH调节剂包括pH酸型调节剂及pH碱型调节剂，pH酸型调节剂为乳酸，pH碱型调节剂为碳酸氢钠；
0.07％的第二表面活性剂，第二绒面表面活性剂为Gemini型表面活性剂；
0.015％的第二消泡剂，第二消泡剂为聚二甲基硅氧烷；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
实施例7：
与实施例1不同的是，本实施例中步骤S1和步骤S2中碱溶液及制绒辅助溶液的含量不同，其余均与实施例1相同。
本实施例中单晶硅片制绒方法包括以下步骤：
S1、将单晶硅片浸没在质量分数3％的KOH溶液和体积分数1％的第一制绒辅助溶液的混合溶液中，在80℃温度下进行抛光刻蚀3min。
本实施例中，第一制绒辅助溶液按质量分数包括：
0.8％的绒面刻蚀剂，绒面刻蚀剂为次氯酸钠；
2.5％的金属络合剂，金属络合剂为乙二胺四乙酸二钠盐；
0.07％的第一表面活性剂，第一表面活性剂为甜菜碱；
0.015％的第一消泡剂，第一消泡剂为聚醚消泡剂；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
S2、将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数3％的KOH溶液和体积分数1％的第二制绒辅助溶液中，在85℃温度下进行制绒刻蚀6min。
本实施例中，第二制绒辅助溶液按质量分数包括：
15％的绒面成核剂，绒面成核剂为N羟甲基丙烯酰胺；
4.5％的pH调节剂，pH调节剂包括pH酸型调节剂及pH碱型调节剂，pH酸型调节剂为乳酸，pH碱型调节剂为碳酸氢钠；
0.07％的第二表面活性剂，第二绒面表面活性剂为Gemini型表面活性剂；
0.015％的第二消泡剂，第二消泡剂为聚二甲基硅氧烷；
其余为电阻率大于15MΩ·cm的去离子水。
对比例：
单晶硅片制绒方法包括以下步骤：
1、抛光刻蚀：将单晶硅片浸没在质量分数2％的KOH溶液中，刻蚀温度为63℃，刻蚀时间为3.5min；
2、清洗：抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数1％的KOH和体积分数6％双氧水溶液中，清洗温度为63℃，清洗时间为2.5min；
3、制绒：将清洗后的单晶硅片浸没在质量分数2％的KOH和体积分数1％制绒辅助剂(制绒辅助剂为常州时创能源科技有限公司的单晶硅太阳电池制绒辅助品TS52，主要成分包括水、山梨酸钠、乙酸钠、消泡剂、表面活性剂)混合溶液中，制绒温度为83℃，刻蚀时间为8.5min。
参图4所示为本发明实施例1中制绒后单晶硅片对波长为350nm～1050nm光的反射率曲线图，下表1为本发明实施例1中制绒后单晶硅片制备的太阳能电池与现有对比例制绒后单晶硅片制备的太阳能电池的电性能参数对比。
表1：实施例1和对比例的单晶硅片制备的太阳能电池的电性能参数
| 序号 | Voc(mV) | Isc(A) | FF(％) | Rs(mΩ) | Rsh(Ω) | EFF(％) | Irev(A) |
| 对比例 | 669.3 | 9.842 | 80.99 | 2.12 | 845 | 21.84 | 0.10 |
| 实施例1 | 669.9 | 9.841 | 80.98 | 2.56 | 819 | 21.87 | 0.08 |
可见，本发明实施例1中的单晶硅片的绒面反射率在波长600nm～1000nm处能够达到10％左右，且实施例1中单晶硅片的电性能明显优于现有技术中单晶硅片的电性能。
实施例1和实施例2、3相比，第一制绒辅助溶液及第二制绒辅助溶液的按质量分数不同，实施例1-3均可在单晶硅片表面形成金字塔绒面结构，但相比实施例1中的单晶硅片反射率更佳。
实施例1和实施例4、5相比，刻蚀工艺的温度及时间不同，但均可实现单晶硅片表面的制绒，在本发明的工艺参数范围内制绒效果相差不大。
实施例1和实施例6、7相比，碱溶液及制绒辅助溶液的含量不同，但均可实现单晶硅片表面的制绒，制绒辅助溶液的含量越大，制绒效果越加，但相对成本也会较高。
由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
本发明通过引入制绒辅助溶液，仅需抛光刻蚀和制绒刻蚀两步工艺即可实现单晶硅片的制绒，大大减少了工艺时间，提高了生产效率；
制绒过程中无需使用双氧水，大大减少了碱的耗量，降低了生产成本；
降低了硅片表面绒面的反射率，绒面反射率能达到10％左右，硅片表面陷光性能更佳，从而提升了光电转换效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种单晶硅片制绒方法，其特征在于，所述制绒方法包括：
S1、将单晶硅片浸没在碱溶液和第一制绒辅助溶液的混合溶液中进行抛光刻蚀，第一制绒辅助溶液包括绒面刻蚀剂、金属络合剂、第一表面活性剂、第一消泡剂中的一种或多种；
S2、将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在碱溶液和第二制绒辅助溶液的混合溶液中进行制绒刻蚀，第二制绒辅助溶液包括绒面成核剂、pH调节剂、第二表面活性剂、第二消泡剂中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的单晶硅片制绒方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
将单晶硅片浸没在质量分数1％～3％的KOH或NaOH溶液和体积分数0.5％～1.0％的第一制绒辅助溶液的混合溶液中，在75℃～80℃温度下进行抛光刻蚀2min～3min。
3.根据权利要求1所述的单晶硅片制绒方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
将抛光刻蚀后的单晶硅片浸没在质量分数1％～3％的KOH或NaOH溶液和体积分数0.5％～1.0％的第二制绒辅助溶液中，在80℃～85℃温度下进行制绒刻蚀5min～6min。
4.根据权利要求2所述的单晶硅片制绒方法，其特征在于，所述第一制绒辅助溶液按质量分数包括：
0.5％～1％的绒面刻蚀剂；
2％～5％的金属络合剂；
0.05％～0.08％的第一表面活性剂；
0.01％～0.02％的第一消泡剂；
及去离子水。
5.根据权利要求4所述的单晶硅片制绒方法，其特征在于，所述第一制绒辅助溶液中：
绒面刻蚀剂包括次氯酸钠、氨基三乙醇、PEG2000中的一种或多种；
金属络合剂包括乙二胺四乙酸二钠盐、DL-羟基丁二酸、亚氨基二琥珀酸四钠中的一种或多种；
第一表面活性剂包括甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟表面活性剂中的一种或多种；
第一消泡剂包括聚醚消泡剂、聚醚改性硅消泡剂中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的单晶硅片制绒方法，其特征在于，所述第一制绒辅助溶液的电阻率大于或等于15MΩ·cm。
7.根据权利要求3所述的单晶硅片制绒方法，其特征在于，所述第二制绒辅助溶液按质量分数包括：
10％～20％的绒面成核剂；
3％～6％的pH调节剂；
0.05％～0.08％的第二表面活性剂；
0.01％～0.02％的第二消泡剂；
及去离子水。
8.根据权利要求7所述的单晶硅片制绒方法，其特征在于，所述第二制绒辅助溶液中：
绒面成核剂包括N羟甲基丙烯酰胺、羟乙基纤维素、大豆卵磷脂、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物、聚马来酸中的一种或多种；
pH调节剂包括pH酸型调节剂及pH碱型调节剂；
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第二消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、高碳醇型消泡剂、聚醚改性硅消泡剂中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的单晶硅片制绒方法，其特征在于，所述第二制绒辅助溶液的电阻率大于或等于15MΩ·cm。
10.根据权利要求1所述的单晶硅片制绒方法，其特征在于，所述单晶硅片为太阳能级单晶硅片或电子级单晶硅片。
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