CN207558801U

CN207558801U - 双面湿法黑硅硅片

Info

Publication number: CN207558801U
Application number: CN201721416478.8U
Authority: CN
Inventors: 宫龙飞; 金善明; 张喜
Original assignee: SUZHOU GCL PHOTOVOLTAIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Jurong GCL Photovoltaic Technology Co., Ltd
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2018-06-29
Anticipated expiration: 2027-10-30

Abstract

本实用新型涉及一种双面湿法黑硅硅片。上述双面湿法黑硅硅片包括硅片本体，硅片本体包括相对的第一制绒面和第二制绒面；第一制绒面和第二制绒面上均布有若干个虫洞；虫洞的直径为200nm～1000nm，虫洞的深度为50nm～800nm。上述双面湿法黑硅硅片包括硅片本体，硅片本体包括相对的第一制绒面和第二制绒面。当虫洞的直径为200nm～1000nm，虫洞的深度为50nm～800nm时，光线照射入虫洞之后，能够在上述尺寸的虫洞的孔壁上经过多次反射，之后大部分光线能够被吸收。从而提高减反射效果，有利于广泛应用。

Description

双面湿法黑硅硅片

技术领域

本实用新型涉及硅片技术领域，特别是涉及一种双面湿法黑硅硅片。

背景技术

黑硅技术由于陷光效果好、能大幅提升多晶硅片的转化效率、并能解决金刚线切多晶硅片的绒面难题，广受多晶电池厂家的青睐。然而，传统的制绒之后得到的湿法黑硅硅片的绒面的减反射效果有待进一步提高，以利于广泛应用。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种提高减反射效果的双面湿法黑硅硅片。

一种双面湿法黑硅硅片，包括硅片本体，所述硅片本体包括相对的第一制绒面和第二制绒面；所述第一制绒面和所述第二制绒面上均布有若干个虫洞；所述虫洞的直径为200nm～1000nm，所述虫洞的深度为50nm～800nm。

上述双面湿法黑硅硅片包括硅片本体，硅片本体包括相对的第一制绒面和第二制绒面。当虫洞的直径为200nm～1000nm，虫洞的深度为50nm～800nm时，光线照射入虫洞之后，能够在上述尺寸的虫洞的孔壁上经过多次反射，之后大部分光线能够被吸收。从而提高减反射效果，有利于广泛应用。

在其中一个实施例中，所述硅片本体的厚度为150μm～200μm。

在其中一个实施例中，所述硅片本体的厚度为150μm、160μm、170μm、180μm、190μm和200μm。

在其中一个实施例中，所述第一制绒面的反射率为8％～25％。

在其中一个实施例中，所述第二制绒面的反射率为8％～25％。

在其中一个实施例中，所述虫洞的直径为500nm。

在其中一个实施例中，所述虫洞的深度为200nm～400nm。

在其中一个实施例中，所述硅片本体为正方形，所述正方形硅片本体的边长为156.00mm、156.75mm、157.75mm、158.00mm或160.00mm。

附图说明

图1为一实施方式的双面湿法黑硅硅片的侧面示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为实施例1制备的双面湿法黑硅硅片的形貌图；

图4为实施例1制备的双面湿法黑硅硅片制绒面的扫描电镜(SEM)图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请参见图1和图2，一实施方式的双面湿法黑硅硅片100包括硅片本体110。硅片本体110包括相对的第一制绒面120和第二制绒面130。第一制绒面120和第二制绒面130上均布有若干个虫洞121。虫洞121的直径d为200nm～1000nm，虫洞121的深度h为50nm～800nm。

此处需要说明的是，图1以及图2只用于说明双面湿法黑硅硅片的结构，不代表双面湿法黑硅硅片的实际尺寸。可以理解的是，为了方便表示双面湿法黑硅硅片的制绒面的结构，对制绒面的尺寸进行了适当的放大。

其中，第一制绒面120和第二制绒面130均用于减反射。第一制绒面120和第二制绒面130采用湿法刻蚀得到。其中，湿法刻蚀指的是采用液体化学试剂以化学方式去除硅片表面的材料。湿法刻蚀之后形成亚微米绒面，能够减少光反射。

在前述实施方式的基础上，硅片本体110的厚度H为150μm～200μm。本实施方式的硅片本体110的厚度是第一制绒面120的上表面与第二制绒面130的下表面之间的距离，如图1所示。

在前述实施方式的基础上，硅片本体110的厚度为150μm、160μm、170μm、180μm、190μm和200μm。当硅片本体110的厚度为150μm、160μm、170μm、180μm、190μm和200μm时，有利于后续应用。

当然，可以理解的是，硅片本体110的厚度不限于此，亦可以根据后续应用的实际情况进行选择。

在前述实施方式的基础上，第一制绒面120的反射率为8％～25％。此时，第一制绒面120呈现黑色、暗黑色或者灰色。当第一制绒面120的反射率为8％～25％时，陷光能力很好，减少了光的反射，有利于后续应用。

在前述实施方式的基础上，第二制绒面130的反射率为8％～25％。此时，第二制绒面130呈现黑色、暗黑色或者灰色。当第二制绒面130的反射率为8％～25％时，陷光能力很好，减少了光的反射，有利于后续应用。

在前述实施方式的基础上，虫洞121的直径d为500nm。虫洞121的直径为500nm，上述减反射的效果尤佳。

在前述实施方式的基础上，虫洞121的深度h为200nm～400nm。当虫洞121的深度h为200nm～400nm时，上述减反射的效果尤佳。

此外，当虫洞121的直径d为500nm，且虫洞121的深度h为200nm～400nm时，上述减反射的效果最佳。

当然，可以理解的是，硅片本体110的第一制绒面120和第二制绒面130上的虫洞121的直径d和深度h的尺寸均不限于此。亦可根据后续应用的实际情况进行选择。

在前述实施方式的基础上，硅片本体110为正方形，正方形硅片本体110的边长为156.00mm、156.75mm、157.75mm、158.00mm或160.00mm。

一实施方式的双面湿法黑硅硅片，采用双面湿法黑硅硅片的制备方法制备得到。双面湿法黑硅硅片的制备方法包括如下步骤：

S10、提供若干个硅片。

步骤S10中，可以采用耐酸碱花篮装片，每个花篮的每个卡槽中装入一片硅片。

S20、采用动态反应对硅片进行双面抛光，得到双面抛光后的硅片。

双面抛光的目的是对硅片进行去损伤层处理，便于后续制绒。“动态反应”指的是，双面抛光的过程中可以选择采用鼓泡或循环方式，使每个硅片的两面皆可得到抛光处理。

较优的，对硅片进行双面抛光的步骤中，采用碱抛光液进行双面抛光，碱抛光液的浓度为2％～30％，抛光温度为30℃～90℃，抛光时间为1min～10min。

较优的，对硅片进行双面抛光的步骤中，采用酸抛光液进行双面抛光，所述酸抛光液为硝酸和氢氟酸的混合溶液，其中，HNO₃与HF的摩尔比为1:1～3:1。

较优的，对硅片进行双面抛光之后，还包括以下步骤：

依次对双面抛光后的硅片进行第一次纯水清洗、酸清洗以及第二次纯水清洗；

其中，进行第一次纯水清洗的时间为50s～200s；采用1％～6％的硝酸溶液或者硫酸溶液进行酸清洗，酸清洗的时间为20s～200s；进行第二次纯水清洗的时间为50s～200s。

第一次纯水清洗时可以采用常温纯水清洗，能够去除碱抛光液。酸清洗的目的是：一方面，避免碱性环境的存在，为后续反应做准备；另一方面，在硅片外表面形成微氧化膜，从而对硅片外表面起到保护作用。第二次纯水清洗时，可以采用常温纯水鼓泡清洗，目的是充分清洗双片硅片间隙中的残留试剂。

S30、采用湿法刻蚀对双面抛光后的硅片进行双面制绒，其中，湿法刻蚀中的反应过程均静置，得到双面制绒后的硅片。

其中，本实用新型所述的“静置”指的是，反应时不采用鼓泡或者循环等动态过程，而是静态反应过程。

较优的，采用湿法刻蚀对双面抛光后的硅片进行双面制绒的步骤为：

S31、在静置条件下，对双面抛光后的硅片进行金属纳米颗粒沉积，得到外表面沉积有金属纳米颗粒的硅片。

"外表面"指的是两两相并的硅片朝外的表面。

更优的，在静置条件下，对双面抛光后的硅片进行金属纳米颗粒沉积的步骤为：将双面抛光后的硅片浸入氢氟酸与可溶性金属盐溶液的混合溶液中，静置反应之后在双面抛光后的硅片外表面沉积有金属纳米颗粒；

其中，氢氟酸的浓度为0.5％～3％；可溶性金属盐溶液中金属离子的摩尔浓度为1E-4mol/L～1E-2mol/L；反应温度为20℃～30℃。

可溶性金属盐溶液为CuCl₂溶液、Cu(NO₃)₂溶液、CuSO₄溶液或者AgNO₃溶液。在氢氟酸的作用下，能够在硅片外表面形成均匀的Cu或者Ag金属纳米颗粒。当然，可溶性金属盐溶液的种类不限于此。

本步骤中，静置反应的过程中不进行鼓泡或循环。

S32、在静置条件下，对外表面沉积有金属纳米颗粒的硅片进行金属纳米颗粒辅助刻蚀，得到外表面具有纳米孔结构的硅片。

更优的，在静置条件下，对外表面沉积有金属纳米颗粒的硅片进行金属纳米颗粒辅助刻蚀的步骤为：将外表面沉积有金属纳米颗粒的硅片浸入双氧水和氢氟酸的混合溶液中，静置反应之后在外表面沉积有金属纳米颗粒的硅片外表面形成纳米孔结构；

其中，双氧水的浓度为20％～45％；氢氟酸的浓度为5％～15％，反应温度为25℃～45℃。

其中，纳米孔结构指的是纳米级别的孔型结构(虫洞)。

本步骤中，静置反应的过程中不进行鼓泡或循环。

更优的，得到外表面具有纳米孔结构的硅片的步骤之后，还包括以下步骤：

采用氨水和双氧水溶液的混合溶液对外表面具有纳米孔结构的硅片进行碱清洗；其中，氨水的浓度为1％～10％，双氧水溶液的浓度为1％～10％，清洗温度为20℃～40℃；

之后采用1％～6％的硝酸溶液、氢氟酸或者硫酸溶液进行酸清洗；以及

之后采用纯水清洗50s～200s。

其中，硅片表面残留的金属离子能够被氧化，之后与氨水进行络合，达到去除硅片外表面的金属离子的目的。酸清洗能够去除硅片表面的碱残留。对外表面具有纳米孔结构的硅片进行常温纯水鼓泡清洗，能够充分清洗双片硅片间隙中可能的残留试剂。

S33、在静置条件下，对外表面具有纳米孔结构的硅片进行酸刻蚀，得到外表面具有亚微米孔结构的硅片。

更优的，在静置条件下，对外表面具有纳米孔结构的硅片进行酸刻蚀的步骤为：将外表面具有纳米孔结构的硅片浸入硝酸溶液和氢氟酸的混合溶液中，静置反应之后在外表面具有纳米孔结构的硅片外表面形成亚微米孔结构；

其中，硝酸溶液的浓度为20％～60％；氢氟酸的浓度为2％～12％；反应温度为5℃～20℃。

其中，亚微米孔结构指的是亚微米级别的孔型结构(虫洞)。

本步骤中，静置反应的过程中不进行鼓泡或循环。

较优的，得到双面制绒后的硅片的步骤之后，还包括以下步骤：

对双面制绒后的硅片依次进行碱清洗、第三次纯水清洗、酸清洗、第四次纯水清洗、慢提拉以及烘干；

其中，碱清洗的温度为20℃～30℃；

第三次纯水清洗的时间为50s～200s；

采用盐酸和氢氟酸的混合溶液进行酸清洗，其中，盐酸的浓度为1％～10％，氢氟酸的浓度为1％～10％，酸清洗的温度为20℃～30℃；

第四次纯水清洗的时间为50s～200s；

慢提拉的步骤为：在50℃～80℃热水中以1mm/s～3mm/s的速度进行提拉；

烘干温度为60℃～90℃。

其中，将两张硅片一分为二之后，可分别插入花篮中进行后续绒面结构的修饰及清洗。碱清洗能够对硅片外表面的孔型边缘进行修饰，去除硅片亚微米结构边缘的凌乱结构。第三次纯水清洗能够充分清洗硅片间隙中的残留试剂。酸清洗即对硅片表面的金属残留及氧化层结构进行清洗，能够形成疏水性表面，利于在后续的干燥中快速脱水。第四次纯水清洗能够充分清洗硅片表面的残留试剂。慢提拉能够拖干硅片外表面水迹。

下面为具体实施方式：

实施例1

本实施例的双面湿法黑硅硅片的制备方法包括以下步骤：

1、将若干个硅片分别插入花篮的卡槽中。

2、采用碱抛光液对硅片进行双面抛光，抛光时采用鼓泡方式，碱抛光液的浓度为12％，抛光温度为75℃，抛光时间为3min，得到双面抛光后的硅片。

3、依次对双面抛光后的硅片进行第一次纯水清洗、酸清洗以及第二次纯水清洗；其中，进行第一次纯水清洗的时间为100s；采用5％的硝酸溶液或者硫酸溶液进行酸清洗，酸清洗的时间为60s；进行第二次纯水清洗的时间为100s。

4、将双面抛光后的硅片浸入氢氟酸与AgNO₃溶液的混合溶液中，静置反应之后在双面抛光后的硅片外表面沉积有Ag金属纳米颗粒；

其中，氢氟酸的浓度为2％；AgNO₃溶液中Ag⁺的摩尔浓度为1E-3mol/L；反应温度为25℃。

5、将外表面沉积有金属纳米颗粒的硅片浸入双氧水和氢氟酸的混合溶液中，静置反应之后在外表面沉积有金属纳米颗粒的硅片外表面形成纳米孔结构；

其中，双氧水的浓度为35％；氢氟酸的浓度为10％，反应温度为35℃。

6、采用氨水和双氧水溶液的混合溶液对外表面具有纳米孔结构的硅片进行碱清洗；其中，氨水的浓度为8％，双氧水溶液的浓度为5％，清洗温度为30℃；

之后采用4％的硝酸溶液进行酸清洗；

之后采用纯水清洗100s。

7、将外表面具有纳米孔结构的硅片浸入硝酸溶液和氢氟酸的混合溶液中，静置反应之后在外表面具有纳米孔结构的硅片外表面形成亚微米孔结构；

其中，硝酸溶液的浓度为40％；氢氟酸的浓度为8％；反应温度为9℃。

8、对双面制绒后的硅片依次进行碱清洗、第三次纯水清洗、酸清洗、第四次纯水清洗、慢提拉以及烘干；

其中，碱清洗的温度为25℃；

第三次纯水清洗的时间为150s；

采用盐酸和氢氟酸的混合溶液进行酸清洗，其中，盐酸的浓度为6％，氢氟酸的浓度为6％，酸清洗的温度为25℃；

第四次纯水清洗的时间为100s；

慢提拉的步骤为：在60℃热水中以2mm/s的速度进行提拉；

烘干温度为80℃。

实施例1制备得到的双面湿法黑硅硅片的形貌如图3所示。从图3可以看出，实施例1制备得到的双面湿法黑硅硅片的表面呈现暗黑色。

对实施例1的双面湿法黑硅硅片的制绒面进行扫描电镜表征，得到图4。由图4可以看出，实施例1制得的双面湿法黑硅硅片的制绒面具有致密的分布均匀的亚微米级别的虫洞，且虫洞的直径均在200nm～1000nm之间。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种双面湿法黑硅硅片，其特征在于，包括硅片本体，所述硅片本体包括相对的第一制绒面和第二制绒面；所述第一制绒面和所述第二制绒面上均布有若干个虫洞；所述虫洞的直径为200nm～1000nm，所述虫洞的深度为50nm～800nm。

2.根据权利要求1所述的双面湿法黑硅硅片，其特征在于，所述硅片本体的厚度为150μm～200μm。

3.根据权利要求1所述的双面湿法黑硅硅片，其特征在于，所述硅片本体的厚度为150μm、160μm、170μm、180μm、190μm和200μm。

4.根据权利要求1所述的双面湿法黑硅硅片，其特征在于，所述第一制绒面的反射率为8％～25％。

5.根据权利要求1所述的双面湿法黑硅硅片，其特征在于，所述第二制绒面的反射率为8％～25％。

6.根据权利要求1所述的双面湿法黑硅硅片，其特征在于，所述虫洞的直径为500nm。

7.根据权利要求1所述的双面湿法黑硅硅片，其特征在于，所述虫洞的深度为200nm～400nm。

8.根据权利要求1所述的双面湿法黑硅硅片，其特征在于，所述硅片本体为正方形，所述正方形硅片本体的边长为156.00mm、156.75mm、157.75mm、158.00mm或160.00mm。