本发明专利技术提供了一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理液，所述制绒预处理液为硝酸、氢氟酸、醋酸和水的混合溶液，其中，硝酸、氢氟酸、醋酸和水的体积比10-15:1-5:2-6:10-30。本发明专利技术还提供了一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理方法，采用所述制绒预处理液在金刚线切割多晶硅片表面进行处理，形成多孔硅结构，即更深的一层损伤层，得到制绒预处理硅片。本发明专利技术还提供了一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法，对所述制绒预处理硅片进行常规制绒处理，在所述硅片表面形成均匀、低反射率的绒面，得到金刚线切割多晶硅片制绒产品。本发明专利技术还提供了一种制绒预处理硅片和金刚线切割多晶硅片制绒产品。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理液，所述制绒预处理液为硝酸、氢氟酸、醋酸和水的混合溶液，其中，硝酸、氢氟酸、醋酸和水的体积比10-15:1-5:2-6:10-30。本专利技术还提供了一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理方法，采用所述制绒预处理液在金刚线切割多晶硅片表面进行处理，形成多孔硅结构，即更深的一层损伤层，得到制绒预处理硅片。本专利技术还提供了一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法，对所述制绒预处理硅片进行常规制绒处理，在所述硅片表面形成均匀、低反射率的绒面，得到金刚线切割多晶硅片制绒产品。本专利技术还提供了一种制绒预处理硅片和金刚线切割多晶硅片制绒产品。【专利说明】一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理液、制绒预处理方 法和制绒预处理硅片及其应用
本专利技术属于多晶硅片制绒
，具体涉及一种金刚线切割多晶硅片的制绒预 处理液、制绒预处理方法和制绒预处理硅片及其应用。
技术介绍
硅晶片广泛应用在光伏太阳能、液晶显示和半导体领域，因此采用切割硅块制得 硅片的技术也得以发展。目前光伏行业所用晶体硅片的切割主要采用砂浆多线切割技术， 但是该技术存在切割工艺效率低下、成本高、切割后废砂浆的排放污染大等问题。相比之 下，固体磨料金刚石线锯切割（简称金刚线切割）技术具有切割速度快、切割精度高、材料 损耗低、硅片加工成本低、环境清洁等特点，受到了越来越多的关注。 在太阳能电池生产过程中，硅片表面制绒是一道关键工序。目前多晶硅片多是采 用酸制绒，它利用硅片表面的损伤层进行各向同性腐蚀，形成高低不平的表面，降低硅片表 面反射率，从而提高太阳能电池光电转化效率。 常规砂浆切割的多晶硅片的表面损伤层较均匀，约为10-11 ym，表面无明显的线 痕（如图1所示），经RENA工艺制绒工艺，即HF-HN03-H20酸制绒，可得到整面腐蚀均匀的 绒面（如图2所示）；但金刚线切割多晶硅片的表面损伤层较浅，约为5?6 ym，它的损伤 以部分小深孔损伤为主，表面密布光滑切割线痕（如图3所示）；如果按正常的多晶硅片的 RENA制绒工艺，形成的绒面非常不规则且较浅（如图4所示），反射率大大高于正常硅片水 平，其电池转化效率也比较低，使该新型切割工艺硅片无法大规模生产。 因此，有必要开发出能与金刚石切割多晶硅片相配套的制绒工艺，使后续电池制 作工序能依照目前现有工序进行。
技术实现思路
针对金刚石线切割多晶硅片无法配套现有RENA制绒工艺是由于硅片表面损伤层 过浅且表面密布线痕，本专利技术提供了一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理液、制绒预处 理方法和制绒预处理硅片及其应用。 第一方面，本专利技术提供了一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理液，所述制绒 预处理液为硝酸、氢氟酸、醋酸和水的混合溶液，其中，硝酸、氢氟酸、醋酸和水的体积比 10- 15:1-5:2-6:10-30。 优选地，所述制绒预处理液中，硝酸、氢氟酸、醋酸和水的体积比为 11- 14:2-4:3-5:15-25。 如本专利技术所述，如无特殊说明，上述化学品均指市售药品，质量分数分别为：硝酸 约为69%，氢氟酸为49%，醋酸为99. 5%。 所述质量分数，是指在未混合形成处理液前，硝酸、氢氟酸、醋酸自身的质量百分 比浓度。 本专利技术所述制绒预处理液配比简单，成本低，所述制绒预处理液可用于处理金刚 线切割多晶硅片，形成更深的一层损伤层，即多孔硅结构。 第二方面，本专利技术提供了一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理方法，包括如下 步骤： (1)配制制绒预处理液： 取硝酸、氢氟酸、醋酸和水进行混合，得到制绒预处理液，其中，硝酸、氢氟酸、醋酸 和水的体积比 10-15:1-5:2-6:10-30 ; (2)制备多孔硅结构： 取金刚线切割的多晶硅片进行清洗，之后置于所述制绒预处理液中进行预处理， 处理温度为室温，处理时间为2-10min，得到多孔结构的多晶硅片，即制绒预处理多晶硅片。 如本专利技术所述，如无特殊说明，上述化学品均指市售药品，质量分数分别为：硝酸 约为69 %，氢氟酸为49 %，醋酸为99. 5 %。所述质量分数，是指在未混合形成处理液前，硝 酸、氢氟酸、醋酸自身的质量百分比浓度。 如本专利技术所述，步骤（2)中，所述清洗，是采用浓度为5% -20%的稀HF溶液进行 清洗，去除硅片表面的油污及氧化层。 优选地，所述制绒预处理液中，硝酸、氢氟酸、醋酸和水的体积比为 11-14:2-4:3-5:15-25。 更优选地，所述制绒预处理液中，硝酸、氢氟酸、醋酸和水的体积比12:3:4:20。 所述质量分数，是指在未混合形成处理液前，硝酸、强碱自身的质量百分比浓度。 优选地，所述步骤（2)中，处理时间为2-7min。 更优选地，所述步骤（2)中，处理时间为3-6min。 现有技术中，采用HF/HN03传统配方修饰金刚线切多晶硅片，也可形成腐蚀坑结 构，但由于硅片在HF/HN03中的反应不易控制，反应速度非常快，腐蚀不定向性，硅片表面损 伤层过浅等原因，导致得到的硅片表面绒面结构不理想，腐蚀坑比较浅，陷光效应不好。如 果采用册/圆03进行两次常规制绒处理，由于第一次制绒时已将硅片表面的损伤层去除，再 进行第二次常规制绒时，缺少了损伤层作为腐蚀活性位点，难以增大绒面深度。 而如本专利技术所述的，步骤（2)中采用氢氟酸/硝酸/醋酸/水的混合溶液，对多晶 硅片进行化学反应形成多孔硅层，其中硝酸的作用是使单质硅氧化为二氧化硅，其反应为 4HN03+3Si = Si02+4N02+2H20,而氢氟酸使在硅表面形成的二氧化硅不断溶解，生成的络合 物H2SiF6溶于水，一定量的晶体硅被腐蚀掉，从而在硅片表面形成多孔结构，即多孔硅，其 反应为 Si02+HF = H2SiF6+2H20。 本专利技术通过调节制绒预处理液中硝酸和氢氟酸的比例，并向其中加入醋酸、水，可 以改变其腐蚀性质，腐蚀的表面形貌发生变化，使得硅片的腐蚀在硅片的纵深度方向进行， 而在横向的腐蚀速度受到限制，得到多孔硅结构，该反应可加深硅片表面的损伤层厚度，并 以此多孔状的损伤层作为腐蚀活性位点，从而有利于后续采用常规酸制绒工艺得到低反射 率的绒面结构。 本专利技术加入醋酸作缓冲剂，稀释了酸腐蚀液，本身并不参与反应，一方面，可以减 少反应剂一硝酸与氢氟酸的浓度，降低反应速率；另一方面，醋酸可减小硅的表面张力，有 利于反应剂润湿硅片表面，促进反应，有利于附着在表面的气泡脱离，促进了反应的持续进 行，增加了腐蚀坑的致密性，改变了多晶硅的表面结构。且本专利技术加入醋酸和水作为缓冲 剂，比单纯加入水作稀释剂的腐蚀速率高，反应稳定且时间短。 本专利技术所述金刚线切割多晶硅片的制绒预处理方法简单，操作性强，处理时间短， 该制绒预处理方法能与金刚石切割的多晶硅片相配套，且与现有硅片制绒工艺有很好的兼 容性。 经混合酸制孔预处理得到的多晶硅片，其具有更深而均匀的化学损伤层，可再利 用常规的酸制绒工艺，可得到整面腐蚀均匀的绒面。 第三方面，本专利技术提供了一种制绒预处理硅片，所述制绒预处理硅片是采用本发 明第二方面所述的制绒预处理方法制得。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理液，其特征在于，所述制绒预处理液为硝酸、氢氟酸、醋酸和水的混合溶液，其中，硝酸、氢氟酸、醋酸和水的体积比10‑15:1‑5:2‑6:10‑30。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：章金兵，付红平，彭也庆，
申请(专利权)人：江西赛维LDK太阳能高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36
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