一种弱氧化单晶硅片的制绒方法技术

本发明专利技术公开了一种弱氧化单晶硅片的制绒方法，先将清洗好的单晶硅片置于HF水溶液中去除硅片表面较厚的氧化层，然后将硅片放入H2O2水溶液中进行氧化，在硅片表面形成一层很薄的氧化层，最后将上述硅片置于制绒液中从而获得高质量的金字塔绒面。采用本发明专利技术方法可以制备出具有完整、独立、尺寸大小均匀的金字塔结构且金字塔密集的优质绒面，使单晶硅片表面的反射率显著降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于晶硅太阳能电池生产制绒
，具体涉及到一种弱氧化单晶硅片的制绒方法。
技术介绍
在光伏产业中，如何实现太阳能电池转换效率的提高和成本的降低一直是研究的重点问题。对于单晶硅电池，提高太阳能电池转换效率的一个重要手段是降低太阳光在硅片表面的反射。为了减少反射损失，通常对硅片表面进行制绒或者在电池表面沉积减反射膜。其中简单、低成本的化学腐蚀法在硅片表面制绒备受青睐。目前太阳能电池单晶硅片制绒是比较成熟的工艺，传统制绒工艺是以氢氧化钠、异丙醇和制绒添加剂为制绒液来制作绒面，其原理主要是利用碱性溶液对单晶硅片的各向异性腐蚀，在单晶硅片表面会形成金字塔状的绒面结构，使太阳光在硅片表面进行多次反射而提高太阳能电池对光的吸收，从而提高电池效率。但是用这种工艺得到的金字塔尺寸大小不太均匀，降低了绒面的减反效果。有鉴于此，为了进一步提高单晶硅太阳电池对光的吸收，有必要探索一种可以形成金字塔尺寸均匀的高质量绒面结构的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种弱氧化单晶硅片的制绒方法，采用此方法能制备出具有完整、独立、尺寸大小均匀的金字塔结构且金字塔密集的优质绒面。解决上述技术问题所采用的技术方案是：将清洗好的单晶硅片置于质量分数为10%的HF水溶液中，常温浸泡0.5～2分钟，去除硅片表面较厚的氧化层，然后将单晶硅片放入质量分数为2%～20%的H2O2水溶液中，50～70℃氧化2～12分钟，在硅片表面形成一层很薄的氧化层，再将氧化后的硅片置于制绒液中，得到金字塔绒面的单晶硅片，其中相应的反应方程式如下：SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O   (1)Si+2H2O2→SiO2+2H2O   (2)Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑   (3)SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O   (4)本专利技术的最佳条件是：将清洗好的单晶硅片置于质量分数为10%HF水溶液中，常温浸泡1分钟，然后将单晶硅片放入质量分数为5%的H2O2水溶液中，65℃氧化8分钟，再将氧化后的硅片置于制绒液中，得到金字塔绒面的单晶硅片。上述的制绒液可以选择现有技术公开的单晶硅片制绒工艺中所使用的任意一种制绒液，本专利技术优选质量分数为2%～3%的NaOH水溶液与异丙醇、制绒添加剂按体积比为730:20:1组成的制绒液，所述的制绒添加剂由昆山大远化工科技有限公司提供，型号为DY-810，将弱氧化后的单晶硅片置于该制绒液中，80℃反应20～30分钟，得到金字塔绒面的单晶硅片。本专利技术通过H2O2对单晶硅片表面进行弱氧化，使硅片表面形成一层很薄的氧化层，以降低硅片与制绒液的反应速率，从而在硅片表面形成完整、独立、尺寸大小均匀的金字塔结构且金字塔密集的优质绒面，使单晶硅片表面的反射率显著降低。附图说明图1是实施例1所制得的单晶硅片表面金字塔的SEM图。图2是实施例2所制得的单晶硅片表面金字塔的SEM图。图3是实施例3所制得的单晶硅片表面金字塔的SEM图。图4是对比实施例1所制得的单晶硅片表面金字塔的SEM图。图5是实施例1～3所制得的单晶硅片及对比实施例1所制得的单晶硅片的反射光谱图，其中a、b、c、d依次是实施例1、2、3以及对比实施例1所制得的单晶硅片的反射光谱曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术不仅限于下述实施例。实施例1将n型单晶硅片(100)置于NH4OH与H2O2、H2O的体积比为1:1:5的清洗液中，70～80℃水浴加热30分钟，去除硅片表面的有机污染物，然后放入HCl与H2O2、H2O的体积比为1:1:5的清洗液中，70～80℃水浴加热30分钟，去除硅片表面的金属杂质。将清洗好的单晶硅片放置于质量分数为10%的HF水溶液中，常温浸泡1分钟，去除硅片表面较厚的氧化层，然后将硅片取出用去离子水清洗并用氮气吹干后放入到质量分数为5%的H2O2水溶液中，65℃氧化8分钟，使硅片表面形成一层很薄的氧化层，然后将氧化后的硅片取出用去离子水清洗并用氮气吹干，再将氧化后的硅片浸入80℃的制绒液中反应25分钟，其中制绒液是质量分数为3%的NaOH水溶液与异丙醇、制绒添加剂DY-810的体积比为730:20:1的混合液，其中制绒添加剂DY-810由昆山大远化工科技有限公司提供，最后用去离子水清洗并用氮气吹干，得到金字塔绒面的单晶硅片（见图1）。实施例2本实施例中所用的H2O2水溶液的质量分数为10%，65℃氧化5分钟，其他步骤与实施例1相同，得到金字塔绒面的单晶硅片（见图2）。实施例3本实施例中所用的H2O2水溶液的质量分数为20%，65℃氧化3分钟，其他步骤与实施例1相同，得到金字塔绒面的单晶硅片（见图3）。对比实施例1按照实施例1的方法对n型单晶硅片(100)进行清洗，然后将清洗好的单晶硅片放置于质量分数为10%的HF水溶液中，常温浸泡1分钟，去除硅片表面较厚的氧化层，然后将单晶硅片浸入80℃的制绒液中反应25分钟，其中制绒液是质量分数为3%的NaOH水溶液与异丙醇、制绒添加剂DY-810的体积比为730:20:1的混合液，其中制绒添加剂DY-810由昆山大远化工科技有限公司提供，再用去离子水清洗并用氮气吹干，得到金字塔绒面的单晶硅片（见图4）。由图可见，实施例1～3所得到的单晶硅片表面形成的金字塔完整、独立、尺寸大小均匀且密集，对比实施例1所得到的单晶硅片表面形成的金字塔尺寸大小不均匀，部分金字塔层叠，说明本专利技术方法通过H2O2对单晶硅片表面进行弱氧化，可以降低硅片与制绒液的反应速率，从而得到优质绒面。采用日本岛津公司UV-3600型紫外‐可见‐近红外分光光度计对实施例1～3以及对比实施例1所得到的的单晶硅片进行反射光谱的测试，结果见图5，由图可见，对比实施例1得到的单晶硅片的平均反射率为12.47%，实施例1～3所得到的单晶硅片的平均反射率依次为11.23%、10.38%、9.89%，较对比实施例1显著降低。实施例4本实施例中所用的H2O2水溶液的质量分数为2%，70℃氧化12分钟，其他步骤与实施例1相同，得到金字塔绒面的单晶硅片。实施例5本实施例中所用的H2O2水溶液的质量分数为15%，50℃氧化10分钟，其他步骤与实施例1相同，得到金字塔绒面的单晶硅片。本专利技术单晶硅片的清洗方法以及制绒液不仅限于上述实施例，以上所述具体实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弱氧化单晶硅片的制绒方法，其特征在于：将清洗好的单晶硅片置于
质量分数为10%HF水溶液中，常温浸泡0.5～2分钟，然后将单晶硅片放入质量分
数为2%～20%的H2O2水溶液中，50～70℃氧化3～12分钟，再将氧化后的硅片置
于制绒液中，得到金字塔绒面的单晶硅片。
2.根据权利要求1所述的弱氧化单晶硅片的制绒方法，其特征在于：将清洗
好的单晶硅片置于质量分数为10%HF水溶液中，常温浸泡1分钟，然后将单晶硅
片放入质量分...

【专利技术属性】
技术研发人员：高斐，宋飞莺，刘生忠，武怡，杨勇州，王皓石，陈彦伟，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：