CN114267751B - 用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法 - Google Patents
用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法，属于太阳能电池生产技术领域。包括：配置制绒液，所述制绒液由HF溶液、HNO3溶液和DI组成，HF溶液、HNO3溶液和DI的体积比为87：270：160，HF溶液的浓度为17％，HNO3溶液的浓度为52％；将制绒液加入制绒机的制绒槽中，等待制绒槽的温度降至10℃；向降温后的制绒液中放入多晶硅片，并向制绒槽中加入与HF溶液体积比为3：87的制绒添加剂，使制绒液与多晶硅片反应以在硅片表面形成绒面；在反应过程中，持续向制绒槽中自动补入HF溶液和HNO3溶液，其中，补入的HF溶液和HNO3溶液的比例为1.2：1‑1.5：1。本发明能够提高绒面的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池生产技术领域，尤其涉及一种用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法。
背景技术
目前，电池片的绒面严重制约着成品电池片的转换效率，多晶硅片的湿法制绒常采用HF、HNO3和纯水的混合溶液对多晶硅片进行腐蚀，以在多晶硅片表面形成蠕虫状结构，达到陷光、吸收光的作用。然而，目前多晶硅的湿法制绒效果未达到最佳，绒面均匀性较差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法。所述的技术方案如下：
一种用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法，其包括如下步骤：
S1，配置制绒液，所述制绒液由HF溶液、HNO3溶液和DI组成，HF溶液、HNO3溶液和DI的体积比为87：270：160，HF溶液的浓度为17％，HNO3溶液的浓度为52％；
S2，将制绒液加入制绒机的制绒槽中，等待制绒槽的槽体温度降至10℃；
S3，向降温后的制绒液中放入多晶硅片，并向制绒槽中加入与HF溶液体积比例为3：87的制绒添加剂，使制绒液与多晶硅片反应以在多晶硅片表面形成绒面；
S4，在反应过程中，持续向制绒槽中自动补入HF溶液和HNO3溶液来调整制绒液，其中，补入的HF溶液和HNO3溶液的比例为1.2：1-1.5：1。
可选地，所述S3中制绒液与多晶硅片反应时，控制制绒槽的温度为10℃，制绒机的机台怠速为2.5-2.8m/min。
可选地，所述S3中制绒液与多晶硅片反应时，控制多晶硅片的减重范围为0.22-0.28g，反射率范围为22％-28％。
可选地，所述S3中制绒液与多晶硅片反应时，持续向制绒槽中以0.105ml/pcs-0.090ml/pcs的量自动补入制绒添加剂。
可选地，所述S4中补入的HF溶液和HNO3溶液的比例为1.4：1。
可选地，持续向制绒槽中自动补入制绒添加剂的量为0.095ml/pcs。
借由上述方案，本发明通过提高HF溶液的浓度、降低HNO3溶液的浓度的方式，使制绒反应过程中多晶硅片在酸腐蚀混合液中的纵向腐蚀力度加大，横向腐蚀力度缩小，使得电池片表面形成小而均匀的绒面，多晶硅片绒面整体覆盖率提升，保证了多晶硅片减重及正面反射率状态，从而提升电池片短路电流Isc，达到了电流正增益，提升了转化效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明提供的用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法，其包括如下步骤：
S1，配置制绒液，所述制绒液由HF溶液、HNO3溶液和DI组成，HF溶液、HNO3溶液和DI的体积比为87：270：160，HF溶液的浓度为17％，HNO3溶液的浓度为52％。
相对于现有技术的制绒液配方(HF溶液的浓度为16％，HNO3溶液的浓度为54％)，本发明实施例提供的方法提高了HF溶液的浓度，降低了HNO3溶液的浓度。
S2，将制绒液加入制绒机的制绒槽中，等待制绒槽的槽体温度降至10℃。
具体地，制绒液加入制绒机的制绒槽中后，制绒槽温度会上升至35-40℃左右，此刻需等待槽体温度降至10℃时再进行制绒反应，以免影响多晶硅片与制绒液反应的效果而影响制绒效果。
S3，向降温后的制绒液中放入多晶硅片，并向制绒槽中加入与HF溶液体积比例为3：87的制绒添加剂，使制绒液与多晶硅片反应以在多晶硅片表面形成绒面。
例如，如果制绒槽中加入HF溶液为87L，则向制绒槽中加入的制绒添加剂为3L。其中，制绒添加剂用于促进或抑制绒面生长来达到优化绒面质量的效果。
具体地，制绒液与多晶硅片的反应如下：
第一步：硅的氧化；
硝酸和氢氟酸的混合液可以起到很好的腐蚀作用，硝酸的作用是使单质硅氧化为二氧化硅，其反应为：3Si+4HNO3＝＝＝3SiO2+2HO2+4NO。
第二步：二氧化硅的溶解；
二氧化硅生成以后，很快与氢氟酸反应：
SiO2+4HF＝SiF4+2H2O、SiF4+2HF＝H2SiF6；
总反应：SiO2+6HF＝H2SiF6+2H2O。
最终反应掉的硅以六氟硅酸的形式进入溶液并溶于水。这样，二氧化硅被溶解之后，硅又重新露出来，第一步、第二步的反应不断重复，硅片就可以被持续的腐蚀下去。
通过提高HF溶液的浓度、降低HNO3溶液的浓度的方式，使反应过程中多晶硅片在酸腐蚀混合液中的纵向腐蚀力度加大，横向腐蚀力度缩小，硅片绒面整体覆盖率提升，使得电池片表面形成小而均匀的绒面，保证了硅片减重及正面反射率状态，从而达到电流正增益。
S4，在反应过程中，持续向制绒槽中自动补入HF溶液和HNO3溶液来调整制绒液，其中，补入的HF溶液和HNO3溶液的比例为1.2：1-1.5：1。
制绒液调整期间，通过对比制绒槽中药液反应情况、药液颜色情况、制绒后硅片背面多孔硅形成情况、3D显微镜下绒面情况、下料外观及制程稳定性来逐步调整补液参数(HF溶液和HNO3溶液的比例)，保证在一个药液周期内下料硅片绒面外观良好(背面发亮、绒面变暗)，黑绒少；硅片的减重及反射率在制程范围内波动，且绒面小而均匀。
可选地，所述S3中制绒液与多晶硅片反应时，控制制绒槽的温度为10℃，制绒机的机台怠速为2.5-2.8m/min，确保既能使制绒反应比较彻底，也能使制绒效率比较高。
可选地，所述S3中制绒液与多晶硅片反应时，控制多晶硅片的减重范围为0.22-0.28g，反射率范围为22％-28％。如此设置，确保本发明实施例调整制绒液配方后，在不影响多晶硅片性能的前提下，增加制绒出绒率，并提高绒面均匀性。
可选地，所述S3中制绒液与多晶硅片反应时，持续向制绒槽中以0.105ml/pcs-0.090ml/pcs的量自动补入制绒添加剂，以使制绒添加剂更好地发挥作用。
进一步地，所述S3中制绒液与多晶硅片反应时，还可以根据绒面情况调整制绒槽的液面高度。通过生产实践发现，适当调整制绒槽的液面高度后各道间绒面均良好，可提高绒面均匀性。其中，调整制绒槽的液面高度通过持续调整制绒槽挡板高度及药液回流阀开度来实现。
可选地，所述S4中补入的HF溶液和HNO3溶液的比例为1.4：1。持续向制绒槽中自动补入制绒添加剂的量为0.095ml/pcs。生产实践表明，采用该比例，使得所制得的绒面均匀性最好。
上述所有可选地技术方案均可任意组合，本发明不对一一组合后的结构进行详细说明。
如表一所示，其为调整工艺前后同线别电性能对比表。如表二所示，其为调整工艺前后不同线别间电性能对比。其中，优化(调整)后的工艺即为本发明实施例提供的制绒工艺，优化(调整)前的工艺即为现有技术的制绒工艺。
表一
表二
由表一可得，采用本发明实施例提供的方法后同线别效率较优化前效率增益0.12％，主要表现在电池片短路电流Isc增益26mA，其它电性能与产线相当。
由表二可得，采用本发明实施例提供的方法后不同线别比未调整配方线别效率增益0.112％，主要表现在电池片短路电流Isc提升39mA，其它电性能与产线相当。
综上，采用本发明实施例提供的方法进行多晶硅片的制绒，在不影响对晶硅片性能的前提下，不仅绒面均匀性更好，而且提高了多晶硅电池片的效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，配置制绒液，所述制绒液由HF溶液、HNO3溶液和DI组成，HF溶液、HNO3溶液和DI的体积比为87：270：160，HF溶液的浓度为17％，HNO3溶液的浓度为52％；
S2，将制绒液加入制绒机的制绒槽中，等待制绒槽的槽体温度降至10℃；
S3，向降温后的制绒液中放入多晶硅片，并向制绒槽中加入与HF溶液体积比例为3：87的制绒添加剂，使制绒液与多晶硅片反应以在多晶硅片表面形成绒面；
S4，在反应过程中，持续向制绒槽中自动补入HF溶液和HNO3溶液来调整制绒液，其中，补入的HF溶液和HNO3溶液的比例为1.2：1-1.5：1。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法，其特征在于，所述S3中制绒液与多晶硅片反应时，控制制绒槽的温度为10℃，制绒机的机台怠速为2.5-2.8m/min。
3.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法，其特征在于，所述S3中制绒液与多晶硅片反应时，控制多晶硅片的减重范围为0.22-0.28g，反射率范围为22％-28％。
4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法，其特征在于，所述S3中制绒液与多晶硅片反应时，持续向制绒槽中以0.105ml/pcs-0.090ml/pcs的量自动补入制绒添加剂。
5.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法，其特征在于，所述S4中补入的HF溶液和HNO3溶液的比例为1.4：1。
6.根据权利要求4所述的用于太阳能电池的多晶硅片湿法制绒方法，其特征在于，持续向制绒槽中自动补入制绒添加剂的量为0.095ml/pcs。
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