WO2015017956A1 - 太阳电池用单晶硅片单面抛光方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method of fabricating a solar cell, and more particularly to a method of polishing a single crystal wafer for a solar cell. Background technique
- the current common single-side polishing method is carried out after diffusion, using the protection of the frontal phosphorous silica glass (PSG), by floating on the surface of the etching liquid, through the chemical liquid (generally a mixture of HF/HN0 3 )
- the corrosion action etches and polishes the back side of the wafer.
- this polishing method is only applicable to the conventional solar cell production process. For new solar cells such as back contact, the process steps of polishing after diffusion are not applicable.
- the chemical liquid once the chemical liquid has passed over the front side of the silicon wafer, the diffusion layer and the suede surface on the front surface of the silicon wafer will be damaged, which seriously affects the efficiency of the battery.
- the polishing effect is not very satisfactory.
- the isotropic etching of the HF HN0 3 mixture can only polish the silicon wafer to some extent, and will generate a large number of bubbles on the surface of the silicon wafer.
- the imprint, the roughness and appearance of the polished surface are not sufficient for high-efficiency batteries. Therefore, the present invention proposes a single-layer polishing method for lye.
- the polished surface of the single-sided polished sample obtained by the method is uniform and uniform, and has low roughness, and meets the requirements of the new high-efficiency battery for the back polishing structure.
- the front surface of the sample obtained by the method of the invention is very uniform and fine, which is obviously improved compared with the sued structure of the sample obtained by the conventional texturing method.
- the object of the present invention is to provide an adoption to overcome the shortcomings of existing polishing techniques.
- KOH or NaOH is used for single-side polishing of single crystal silicon wafers for solar cells.
- the polished surface of the single-sided polished sample obtained by this method is uniform and uniform, the roughness is small, and the suede structure is obviously improved, which satisfies the new high-efficiency battery to the back surface polishing. Structural requirements.
- the present invention provides a single-sided polishing method for a single crystal silicon wafer for a solar cell, the method comprising the following steps:
- Step 1 The single crystal silicon wafer is immersed in a KOH or NaOH aqueous solution, and the reaction is allowed to stand at 60 to 80 ° C for 400 to 800 s. After the reaction, the HC 1 /HF mixture solution and the RC 1 / RC 2 semiconductor cleaning solution are sequentially used, and Deionized water is washed and dried;
- a mask layer such as Ti0 2 , SiN x , Si0 2 , SiN x O y
- Step 3 The masked silicon wafer is placed in a cashmere liquid, and the reaction is allowed to stand at 50 to 85 ° C for 1000 to 1700 s. After the reaction, the mixture is washed with HC1/HF mixture and deionized water.
- Step 4 Put the dyed silicon wafer into the demasking solution to carry out the reaction, and after the reaction is finished, wash and dry with deionized water to complete the single-side polishing treatment.
- the composition and concentration of the demasking solution are determined according to the thickness and material of the mask layer.
- the single-side silicon wafer single-side polishing method for a solar cell wherein the concentration of the KOH or NaOH aqueous solution described in the step 1 is 5 to 8 wt%, and the anisotropic corrosion effect of the silicon wafer by KOH or NaOH is performed on the silicon wafer.
- the surface is polished, and the surface of the silicon wafer is mirror-like after polishing.
- the above single-side polishing method for a single crystal silicon wafer for a solar cell wherein the thickness of the Ti0 2 , SiN x , Si0 2 , SiN x O y mask layer or the resist paste layer in the step 2 is blocked according to the mask material itself
- the difference in effect is adjusted, and the specific thickness is preferably such that it can block the progress of the texturing reaction.
- the single-side silicon wafer single-side polishing method for a solar cell wherein the texturing liquid described in the step 3 contains 1.5 to 2.0 wt% KOH and 0.2 to 0.5 wt% of a texturing additive, such as a base product of Dow Corporation.
- a texturing additive such as a base product of Dow Corporation.
- the present invention has the following advantages:
- Phosphosilicate glass Single-sided polishing before diffusion, suitable for new battery technologies with diffuse emission junctions, such as back-contact solar cells.
- the silicon wafer is polished by the anisotropic properties of KOH or NaOH, the surface is uniform, flat, and the roughness is small. Compared with the existing acid polishing technology, the surface is more uniform, and the generation of bubble imprinting is avoided, which can meet the polishing effect requirements of the new high-efficiency battery.
- the polished surface obtained by the single-side polishing method of the present invention has an average reflectance of more than 35% in the wavelength range of 350 nm to 1050 nm, and the reflectance of the polished surface obtained by the conventional acid polishing technique ( Compared with 25%, it can greatly increase the reflection of the back surface of the incident light, improve the utilization of incident light, and improve the conversion efficiency of the battery.
- Figure 1 is a 3D micrograph (400 times) of the polished surface of the sample after the step 1) of the present invention.
- Figure 2 is a comparison of the reflectance of the polished surface of the sample after the sample obtained by the conventional acid polishing method and the steps of the present invention.
- Figure 3 is a 3D micrograph (3000 times) of the sampled surface of the sample after the step 4) of the present invention.
- Figure 4 is a 3D micrograph (3000 times) of the sampled suede surface obtained by a conventional texturing process. The best way to implement the invention
- the single-sided polishing method for a single crystal silicon wafer for a solar cell includes the following steps: 1) Immerse 156 * 156 mm 2 single crystal silicon wafer in 7.9 % aqueous solution of KOH, and let stand at 70 V for 400 s. After the reaction, use HC1/HF mixture, RC1/RC2 semiconductor (RC1: H 2 S0 4 +H 2 0 2; RC2: ⁇ 2 0 2 + ⁇ 3 ⁇ 2 0), and deionized water is cleaned and dried, and the surface of the dried silicon wafer is mirror-polished, using ⁇ The anisotropic properties of the wafer are polished. The surface morphology of the polished surface is shown in Figure 1.
- the surface is uniform, flat and has a small roughness. Compared with the existing acid polishing technology, the surface is more uniform, and the bubble imprint is avoided, which can meet the polishing effect of the new high-efficiency battery.
- the polished surface obtained by the single-side polishing method of the present invention has an average reflectance of more than 35% in the wavelength range of 350 nm to 1050 nm, and the conventional acid polishing reflectance. Compared with (about 25%), the reflection of incident light on the back surface can be greatly increased, and the utilization ratio of incident light can be improved, thereby improving the conversion efficiency of the battery;
- PECVD Platinum Enhanced Chemical Vapor Deposition
- the single-sided polishing method for a single crystal silicon wafer for a solar cell includes the following steps:
- the monocrystalline silicon wafer is immersed in a 5.5% aqueous solution of KOH, and the reaction is allowed to stand at 70 ° C for 600 s. After the reaction, the HC1/HF mixture, RC1/RC2 semiconductor cleaning solution, and deionized water are sequentially used. After cleaning and drying, the surface of the dried silicon wafer is mirror-polished;
- PECVD is used to deposit Ti0 2 layer, Si0 2 layer, SiN x layer or 81 ⁇ ( ⁇ layer on the polished silicon wafer, wherein the range of ⁇ is (1 ⁇ 4), (1 ⁇ 2), film Thickness of layer (2011111 ⁇ 1501 111 ) It is suitable to block the reaction between the fluffing liquid and the polishing surface;
- the single-sided polishing method for a single crystal silicon wafer for a solar cell includes the following steps:
- a Ti0 2 layer, a Si0 2 layer, a 51 ⁇ layer or a SiN x O y layer is deposited on one side of the polished silicon wafer, wherein the values of x and y are respectively (1 ⁇ 4), (1- 2), the thickness of the film
- the single-sided polishing method for a single crystal silicon wafer for a solar cell includes the following steps:
- the invention utilizes the anisotropic property of KOH or NaOH to polish the silicon wafer, the surface is hooked and flat, the roughness is small, the generation of bubble imprint is avoided, and the requirement of the polishing effect of the new high-efficiency battery can be satisfied; the method of the invention It does not rely on the protection of PSG. It can be polished on one side before diffusion. It is suitable for new battery technologies with complex diffusion and emission, such as back contact solar cells.
- the method of the invention performs the velvet etching on the surface of the polished silicon wafer, and the flatness of the silicon wafer before the velvet is greatly improved, thereby improving the uniformity of the texturing reaction, and the obtained pyramid pyramid distribution is more uniform and the size is reduced. The reflectivity is reduced, which is beneficial to the improvement of the front trapping effect; thereby achieving the single-faced texturing and single-sided polishing effect.
Abstract
一种太阳电池用单晶硅片单面抛光方法，其包含：步骤1，将单晶硅片浸没在KOH或NaOH水溶液中，在60-80°C下静置反应400-800s，反应结束后洗净并烘干；步骤2，在抛光片单一表面沉积掩膜层，或是利用涂覆耐蚀浆料的方法在抛光硅片单一表面形成一层耐刻蚀掩膜层；步骤3，将掩膜后的硅片放入制绒液中，50-85°C下静置反应1000-1700s，反应结束后洗净；步骤4，将制绒清洗后的硅片放入去掩膜溶液中进行反应，反应结束后洗净并烘干，即完成单面抛光处理。与现有技术相比，经过上述步骤处理得到的单面抛光样品，表面均匀、平整，粗糙度较小，且避免了气泡印迹的产生，绒面金字塔分布均匀微细，绒面结构有明显改善，能满足新型高效电池对抛光效果的要求。
Description
太阳电池用单晶硅片单面抛光方法 技术领域
本发明涉及太阳能电池制作方法， 尤其是涉及太阳电池用单晶硅片单面 抛光方法。 背景技术
随着能源危机的不断加剧， 光伏太阳能行业的发展迫在眉睫， 但成本及 效率两大壁垒一直是限制其发展的主要因素。 因此， 开发低成本、 高效率的 晶硅太阳电池是目前的研究热点： 成本方面， 减小硅片基体厚度是降低成本 的一个重要方向； 另外， 开发新型高效电池， 如背钝化太阳电池、 背接触电 池等是解决效率问题的重要途径。 而这两种主要的发展方向均依赖于太阳电 池良好的背钝化效果， 背面抛光技术是一种非常有效的背面钝化技术， 可以 有效的降低背表面复合， 从而提高电池效率。
目前常见的单面抛光方法是在扩散后进行的， 利用正面磷硅玻璃（PSG) 的保护作用，采用在刻蚀液体表面漂浮的方式，通过化学液（一般是 HF/HN03 的混合液） 的腐蚀作用对硅片背面进行刻蚀及抛光处理。 但该种抛光方法只 针对常规的太阳电池生产工艺适用。 对于背接触等新型太阳电池， 扩散后再 进行抛光的工艺步骤并不适用。 另外， 在反应过程中， 一旦化学液漫过硅片 正面， 硅片正表面的扩散层及绒面都将受到破坏， 严重影响电池效率。 该项 酸刻蚀技术的一个主要缺点是其抛光效果不是十分理想， HF HN03混合液的 各向同性腐蚀只能在一定程度上对硅片进行抛光， 同时会在硅片表面产生大 量的气泡印迹，抛光表面的粗糙度和外观都不能满足高效电池的需求。因此， 本发明提出了一项碱液单面抛光方法， 通过该方法得到的单面抛光样品抛光 面洁净均匀， 粗糙度较小， 满足新型高效电池对背面抛光结构的要求。 同时， 该发明方法得到的样品正面绒面结构十分均匀微细， 比常规制绒方法得到样 品的绒面结构有明显的改善。
1
确认本
发明的公开
本发明的目的就是为了克服现有抛光技术存在的缺陷而提供一种采用
KOH或 NaOH进行太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 通过该方法得到的 单面抛光样品抛光面洁净均匀， 粗糙度较小， 绒面结构有明显的改善， 满足 新型高效电池对背面抛光结构的要求。
为达到上述目的，本发明提供了一种太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 该方法包含以下步骤：
步骤 1， 将单晶硅片浸没在的 KOH或 NaOH水溶液中，在 60〜80°C下静 置反应 400~800s， 反应结束后依次用 HC1/HF混合液、 RC1/RC2半导体清洗 液， 及去离子水清洗干净后烘干；
步骤 2， 利用化学法或物理气相沉积法在抛光片单一表面沉积如 Ti02、 SiNx、 Si02、 SiNxOy掩膜层， 其中 x=l〜4、 y=l~2; 或是利用涂覆耐蚀浆料的 方法在抛光硅片单一表面形成一层耐刻蚀掩膜层；
步骤 3， 将掩膜后的硅片放入制绒液中， 50~85°C下静置反应 1000~1700 s， 反应结束后依次用 HC1/HF混合液及去离子水清洗干净；
步骤 4， 将制绒清洗后的硅片放入去掩膜溶液中进行反应， 反应结束后 用去离子水清洗干净并烘干， 即完成单面抛光处理。 所述的去掩膜溶液的组 成和浓度根据掩膜层的厚度及材质决定。
上述太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 其中， 步骤 1中所述的 KOH 或 NaOH水溶液的浓度为 5~8wt%， 通过 KOH或 NaOH对硅片的各向异性 腐蚀作用， 对硅片表面进行抛光， 抛光后硅片表面呈镜面状。
上述太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 其中， 步骤 2中 Ti02、 SiNx、 Si02、 SiNxOy掩膜层或耐蚀浆料掩膜层的厚度根据掩膜材料本身阻挡效果的 差异而进行调整， 具体厚度以能阻挡制绒反应的进行为宜。
上述太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 其中， 步骤 3中所述的制绒液 中含有 1.5~2.0 wt% KOH、 0.2〜0.5wt%的制绒添加剂， 如陶氏公司的碱制绒 添加剂、 Gp Solar公司的碱制绒添加剂等。
与现有技术相比， 本发明具有以下优点：
1 ) 不依赖磷硅玻璃 （Phosphosilicate glass, 简称 PSG) 的保护作用， 在
扩散前即可进行单面抛光， 适用于扩散发射结较为复杂的新型电池技术， 如 背接触太阳电池等。
2)正面绒面完整， 不会出现边缘绒面破坏的现象， 同时也避免了扩散层 边缘的损坏造成电池漏电现象。
3 )利用 KOH或 NaOH的各向异性特性对硅片进行抛光， 表面均匀、平 整， 粗糙度较小。 和现有酸抛光技术相比， 表面更加均匀， 并且避免了气泡 印迹的产生， 可以满足新型高效电池对抛光效果的要求。 从反射率来看， 本 发明的单面抛光方法得到的抛光面在 350 nm〜1050 nm波长范围内的平均反 射率可达到 35%以上，与现有酸抛光技术得到的抛光面的反射率（25%左右) 相比， 可以大大增加入射光背表面反射， 提高对入射光的利用率， 从而提高 电池的转换效率。
4) 与酸抛光技术相比， 避免了采用高浓度 HF/HN03腐蚀液， 有利于废 水处理， 同时减少了对环境及操作人员健康的损害。
5 ) 在抛光后的硅片表面进行制绒刻蚀， 硅片制绒前的平整度大大提高， 从而提高了制绒反应的均勾性。 在相同的制绒条件下， 抛光后再制绒的绒面 比常规制绒工艺得到的绒面金字塔分布更加均匀， 尺寸减小， 反射率降低， 从而有利于正面陷光作用的改善； 同时， 由于正面绒面均匀性提升， 对正面 掺杂层的均匀性改善具有重要的作用。 附图的简要说明
图 1为本发明的步骤 1 )处理后样品抛光面的 3D显微镜照片（400倍）。 图 2为现有酸抛光方法得到样品及本发明的步骤 1 ) 处理后样品抛光面 反射率的对比图。
图 3为本发明的步骤 4 )处理后样品制绒面的 3D显微镜照片（ 3000倍）。 图 4为常规制绒工艺得到样品制绒面的 3D显微镜照片 （3000倍）。 实现本发明的最佳方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例 1
太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 包括以下步骤：
1 )将 156 *156 mm2单晶硅片浸没在 7.9 \^%的 KOH水溶液中， 在 70 V 下静置反应 400 s反应结束后依次用 HC1/HF混合液、 RC1/RC2半导体 (RC1: H2S04+H202; RC2: Η202+ΝΗ3·Η20), 及去离子水清洗干净后烘干， 烘干后 的硅片表面呈镜面状抛光状态， 利用 ΚΟΗ的各向异性特性对硅片进行抛光， 抛光面表面形貌如图 1所示， 可以看出其表面均匀、 平整， 粗糙度较小。 和 现有酸抛光技术相比， 表面更加均匀， 并且避 免了气泡印迹的产生， 可以满 足新型高效电池对抛光效果的要求。 从反射率来看， 如图 2所示， 本发明的 单面抛光方法得到的抛光面在 350 nm〜1050 nm波长范围内的平均反射率可 达到 35%以上， 与现有常规酸抛光反射率 （25%左右） 相比， 可以大大增大 入射光在背表面的反射， 提高入射光利用率， 从而提高电池的转换效率；
2)单面掩膜： 利用等离子增强化学气相沉积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, 简称 PECVD)在抛光后的硅片一面沉积 Ti02层、 Si02层、 SiN4层或 Si3N40层， 膜层的厚度以能阻挡制絨液与抛光表面的反应为宜；
3 )将单面掩膜的硅片放入制绒液中， 80°C下静置反应 1300s, 反应结束 后依次用 HC1/HF混合液及去离子水清洗干净， 制绒液与掩膜层覆盖的一面 不反应，在无掩膜层覆盖的一面产生各向异性反应，产生均勾的金字塔绒面， 从而达到单面制绒、 单面拋光效果。 在抛光后的硅片表面进行制绒刻蚀， 硅 片制绒前的平整度大大提高， 从而提高了制绒的均匀性， 绒面形貌如图 3所 示， 具有均匀的金字塔绒面， 达到单面制绒、 单面抛光效果。 常规制绒工艺 得到样品的绒面结构如 4所示， 通过比较可以看出本方法制备得到的硅片表 面金字塔分布更加均匀， 尺寸有所减小， 从而有利于正面陷光作用的改善；
4)将制絨清洗后的硅片放入相应的去掩膜溶液中鼓泡清洗合适时间，反 应结束后用去离子水清洗干净并烘干。
实施例 2
太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 包括以下步骤：
1 )将单晶硅片浸没在 5.5 ^%的 KOH水溶液中，在 70°C下静置反应 600 s， 反应结束后依次用 HC1/HF混合液、 RC1/RC2半导体清洗液、及去离子水 清洗干净后烘干， 烘干后的硅片表面呈镜面状抛光状态；
2) 利用 PECVD在抛光后的硅片一面沉积 Ti02层、 Si02层、 SiNx层或 81^(^层，其中 ^的取值范围分别（1~4)、（1~2)，膜层的厚度( 2011111~1501 111 )
以能阻挡制绒液与抛光表面的反应为宜；
3 )将单面掩膜的硅片放入制绒液中， 80°C下静置反应 1300s， 反应结束 后依次用 HC1 HF混合液及去离子水清洗干净， 制绒液与掩膜覆盖的一面不 反应， 在无掩膜覆盖的一面产生各向异性反应， 产生均匀的金字塔绒面， 从 而达到单面制绒、 单面抛光效果；
4)将制绒清洗后的硅片放入相应的去掩膜溶液中鼓泡清洗合适时间，反 应结束后用去离子水清洗干净并烘干。
实施例 3
太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 包括以下步骤：
1 )将 156 * 156 1111112单晶硅片浸没在7.9^%的 011水溶液中， 在 70 °C 下静置反应 400 s, 反应结束后依次用 HC1/HF混合液、 RC1/RC2半导体清洗 液， 及去离子水清洗干净后烘干， 烘干后的硅片表面呈镜面状抛光状态；
2) 利用热氧化工艺在抛光后的硅片一面沉积 Ti02层、 Si02层、 51 ^层 或 SiNxOy层， 其中 x、 y的取值范围分别 （1~4)、 ( 1-2), 膜层的厚度
(20nm~150nm) 以能阻挡制绒液与抛光表面的反应为宜；
3 ) 将单面掩膜的硅片放入制绒液中， 85°C下静置反应 1100s, 反应结 束后依次用 HC1/HF混合液及去离子水清洗干净， 制绒液与耐蚀浆料覆盖的 一面不反应， 在无耐蚀浆料覆盖的一面产生各向异性反应， 产生均匀的金字 塔绒面， 从而达到单面制绒、 单面抛光效果；
4)将制绒清洗后的硅片放入相应的去掩膜溶液中鼓泡清洗合适时间，反 应结束后用去离子水清洗干净并烘干。
实施例 4
太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 包括以下步骤：
1 ) 将 156 * 156 11111 2单晶硅片浸没在8\¥1%的10 11水溶液中， 在 50 °C 下静置反应 800 s, 反应结束后依次用 HC1/HF混合液、 RC1/RC2半导体清洗 液， 及去离子水清洗干净后烘干， 烘干后的硅片表面呈镜面状抛光状态；
2)在抛光后的硅片单一表面印刷一层耐腐蚀浆料并烘干，浆料层的厚度 以能阻挡制绒液与抛光表面的反应为宜；
3 ) 将单面掩膜的硅片放入制绒液中， 50°C下静置反应 1700s, 反应结 束后依次用 HC1/HF混合液及去离子水清洗干净， 制绒液与耐蚀桨料覆盖的
一面不反应， 在无耐蚀浆料覆盖的一面产生各向异性反应， 产生均匀的金字 塔绒面， 从而达到单面制绒、 单面抛光效果；
4)将制绒清洗后的硅片放入相应的去掩膜溶液中鼓泡清洗合适时间，反 应结束后用去离子水清洗干净并烘干。
本发明利用 KOH或 NaOH的各向异性特性对硅片进行抛光，表面均勾、 平整， 粗糙度较小， 避免了气泡印迹的产生， 可以满足新型高效电池对抛光 效果的要求； 本发明的方法不依赖 PSG的保护作用， 在扩散前即可进行单面 抛光， 适用于扩散发射结较为复杂的新型电池技术， 如背接触太阳电池等。 本发明的方法在抛光后的硅片表面进行制绒刻蚀， 硅片制绒前的平整度大大 提高， 从而提高了制绒反应的均匀性， 得到的绒面金字塔分布更加均匀， 尺 寸减小， 反射率降低， 有利于正面陷光作用的改善； 从而达到单面制绒、 单 面抛光效果。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍， 但应当认识 到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。 在本领域技术人员阅读了上述 内容后， 对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。 因此， 本发明的 保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims
1. 一种太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 其特征在于， 该方法包括以下步 骤：
步骤 1， 将单晶硅片浸没在的 KOH或 NaOH水溶液中， 通过 KOH或 NaOH对硅片的各向异性腐蚀作用， 对硅片表面进行抛光， 在 60~80°C下静置反应 400~800s， 反应结束后依次用 HC1/HF混合液、 RC1 RC2半导体清洗液， 及去离子水清洗干净后烘干；
步骤 2， 利用化学沉积或热氧化技术在抛光片单一表面沉积掩膜层， 或 是利用涂覆耐蚀浆料方法在抛光片单一表面形成一层耐刻蚀掩膜 层；
步骤 3， 将经上述步骤 2处理后的硅片放入制绒液中， 50~85°C下静置 反应 1000 1700 s, 反应结束后依次用 HC1/HF混合液及去离子水清 洗干净；
步骤 4， 将制绒清洗后的硅片放入去掩膜溶液中进行反应， 反应结束后 用去离子水清洗干净并烘干， 即完成单面抛光处理。
2. 如权利要求 1所述的太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 其特征在于， 步 骤 1中所述的 KOH或 NaOH水溶液的浓度为 5~8 wt%,反应时间 400〜600 s, 抛光后硅片表面呈镜面状。
3. 如权利要求 1所述的太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 其特征在于， 步 骤 2中， 所述掩膜层为 Ti02、 SiNx、 02或81^(^掩膜层。
4.如权利要求 1所述的太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 其特征在于， 步 骤 3中所述的制绒液中含有 L5〜2.0 wt% KOH及 0.2~0.5 wt%碱制绒添加 剂。
如权利要求 4所述的太阳电池用单晶硅片单面抛光方法， 其特征在于， 所 述的碱制绒添加剂选择陶氏碱制绒添加剂或 Gp Solar碱制绒添加剂。 如权利要求 4或 5所述的太阳电池用单晶硅片单面抛光方法，其特征在于， 所述的制绒液与掩膜层覆盖的一面不反应， 在无掩膜层覆盖的一面发生各 向异性反应， 产生均匀的金字塔絨面， 达到单面制绒、 单面抛光效果。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106229375A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-12-14 | 晋能清洁能源科技有限公司 | 一种硅片背面抛光方法 |
| CN107863398A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-30 | 扬州协鑫光伏科技有限公司 | 单面湿法黑硅硅片的制备方法 |
| CN107887459A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-04-06 | 扬州协鑫光伏科技有限公司 | 单面湿法黑硅硅片 |
| DE102017206455A1 (de) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | Rct Solutions Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur chemischen Bearbeitung eines Halbleiter-Substrats |
| CN109873054A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-11 | 乐山新天源太阳能科技有限公司 | 黑硅太阳能电池生产线 |
| CN111341856A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-26 | 通威太阳能(眉山)有限公司 | 一种制绒的脱水烘干方法 |
| CN113937172A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-14 | 温州大学 | 一种晶硅太阳能电池新型复合绒面结构制备方法 |
| CN114335242A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-12 | 晋能清洁能源科技股份公司 | 一种用于提升太阳能电池填充因子的制备方法及系统 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106057974A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-10-26 | 江西科技学院 | 一种背表面抛光晶体硅太阳电池的制造方法 |
| CN107492489A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-19 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 一种多晶硅片背面抛光工艺 |
| CN110473810A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-19 | 青海黄河上游水电开发有限责任公司光伏产业技术分公司 | 单晶硅制绒工艺及装置 |
| CN111627804A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-09-04 | 天津爱旭太阳能科技有限公司 | 一种利用掩膜保护的太阳能电池单面抛光工艺 |
| CN111945229B (zh) * | 2020-08-13 | 2022-01-28 | 浙江正泰太阳能科技有限公司 | 一种单晶硅片的单面制绒工艺及太阳能电池片的制备方法 |
| CN112309849B (zh) * | 2020-09-30 | 2022-11-22 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种硅片单面刻蚀抛光的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11126771A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-05-11 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体ウエーハのエッチング方法およびこの工程を有する半導体ウエーハの製造方法 |
| CN102969392A (zh) * | 2012-10-17 | 2013-03-13 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种太阳能单晶硅电池的单面抛光工艺 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101840961B (zh) * | 2010-03-31 | 2013-01-16 | 晶澳(扬州)太阳能光伏工程有限公司 | 一种晶体硅太阳电池工业化生产工艺 |
| CN102181935B (zh) * | 2010-10-26 | 2012-09-19 | 浚鑫科技股份有限公司 | 一种制作单晶硅绒面的方法及腐蚀液 |
| CN102403399B (zh) * | 2011-07-30 | 2013-10-30 | 常州天合光能有限公司 | 一膜多用的掩膜后制绒太阳能电池的制备方法及其结构 |
| CN102703989B (zh) * | 2012-05-28 | 2015-12-02 | 天威新能源控股有限公司 | 类单晶太阳能电池制绒工艺 |
| CN102751377B (zh) * | 2012-06-20 | 2014-11-12 | 常州天合光能有限公司 | 一种用于高效晶硅太阳电池制作的表面湿法处理工艺 |
-
2013
- 2013-08-08 CN CN201310345148.4A patent/CN104347756A/zh active Pending
- 2013-12-09 WO PCT/CN2013/001517 patent/WO2015017956A1/zh active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11126771A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-05-11 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体ウエーハのエッチング方法およびこの工程を有する半導体ウエーハの製造方法 |
| CN102969392A (zh) * | 2012-10-17 | 2013-03-13 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种太阳能单晶硅电池的单面抛光工艺 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106229375A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-12-14 | 晋能清洁能源科技有限公司 | 一种硅片背面抛光方法 |
| DE102017206455A1 (de) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | Rct Solutions Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur chemischen Bearbeitung eines Halbleiter-Substrats |
| CN107863398A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-30 | 扬州协鑫光伏科技有限公司 | 单面湿法黑硅硅片的制备方法 |
| CN107887459A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-04-06 | 扬州协鑫光伏科技有限公司 | 单面湿法黑硅硅片 |
| CN107863398B (zh) * | 2017-10-30 | 2019-09-03 | 扬州协鑫光伏科技有限公司 | 单面湿法黑硅硅片的制备方法 |
| CN107887459B (zh) * | 2017-10-30 | 2019-09-03 | 扬州协鑫光伏科技有限公司 | 单面湿法黑硅硅片 |
| CN109873054A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-11 | 乐山新天源太阳能科技有限公司 | 黑硅太阳能电池生产线 |
| CN111341856A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-26 | 通威太阳能(眉山)有限公司 | 一种制绒的脱水烘干方法 |
| CN113937172A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-14 | 温州大学 | 一种晶硅太阳能电池新型复合绒面结构制备方法 |
| CN113937172B (zh) * | 2021-10-19 | 2023-10-10 | 温州大学 | 一种晶硅太阳能电池新型复合绒面结构制备方法 |
| CN114335242A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-12 | 晋能清洁能源科技股份公司 | 一种用于提升太阳能电池填充因子的制备方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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