一种消除金刚线切割痕迹的多晶硅制绒方法技术

本发明专利技术公开了一种消除金刚线切割痕迹的多晶硅制绒方法及其应用。本发明专利技术的制备方法包括以下步骤：(1)将具有金刚线切割痕迹的多晶硅片置于黑硅处理溶液中进行黑硅处理，在硅片表面形成多孔硅结构；(2)将该多晶硅片置于氢氟酸、硝酸的混合酸溶液中进行表面酸制绒，在表面形成微米尺度的孔状结构；(3)将该多晶硅片再次置于黑硅处理溶液中，在微米孔的内部形成多孔硅结构；(4)将该多晶硅片置于氢氧化钠溶液中进行碱制绒处理，在多晶硅片表面形成纳米倒金字塔嵌于微米孔内的微纳复合结构。本发明专利技术的制绒方法消除了金刚线切割多晶硅片的表面的划痕，有效降低了制绒后硅片的反射率，大幅度提升了金刚线切割多晶硅太阳电池的光电性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了及其应用。本专利技术的制备方法包括以下步骤：(1)将具有金刚线切割痕迹的多晶硅片置于黑硅处理溶液中进行黑硅处理，在硅片表面形成多孔硅结构；(2)将该多晶硅片置于氢氟酸、硝酸的混合酸溶液中进行表面酸制绒，在表面形成微米尺度的孔状结构；(3)将该多晶硅片再次置于黑硅处理溶液中，在微米孔的内部形成多孔硅结构；(4)将该多晶硅片置于氢氧化钠溶液中进行碱制绒处理，在多晶硅片表面形成纳米倒金字塔嵌于微米孔内的微纳复合结构。本专利技术的制绒方法消除了金刚线切割多晶硅片的表面的划痕，有效降低了制绒后硅片的反射率，大幅度提升了金刚线切割多晶硅太阳电池的光电性能。【专利说明】-种消除金刚线切割痕迹的多晶括制绒方法
本专利技术设及多晶娃表面制绒
，尤其设及一种消除金刚线切割痕迹的多晶 娃制绒方法。
技术介绍
金刚线切割技术被广泛用于切割脆性非金属材料。在光伏行业中，金刚线切割技 术常被用于晶体娃的切片。相较于传统的采用碳化娃作为磨料浆料的砂浆切割技术，金刚 线切割技术有W下几个优点：1.生产率更高，2.切削废料少，3.切片厚度控制精确，4.机械 损伤小。更重要的是，目前采用金刚线切割工艺的单晶娃太阳电池的转换效率已经超过 19%，达到了传统砂浆切割单晶娃太阳电池的产业水平。因此，金刚线切割技术有望在不久 的将来成为娃基太阳电池的主流切割技术。 然而，就目前为止，金刚线切割的多晶娃太阳电池仍处于实验研发阶段，无法大规 模批量生产。究其原因，是由于现阶段金刚线切割多晶娃的制绒技术仍不成熟。对于砂浆切 割的多晶娃片而言，氨氣酸和硝酸的混合酸制绒是最常用的制绒方法。它是通过混合酸与 娃片表面的缺陷处反应形成随机的微米孔状绒面。运种制绒方法对于损伤层很厚，表面到 处都是缺陷的砂浆切割多晶娃片而言是十分有效的。但是，金刚线切割的多晶娃片表面粗 糖度较低，且表面密布周期性的微米尺度切割划痕。常用的酸制绒方法无法在运样的表面 上形成有效的绒面结构，且娃片表面的切割划痕无法被去除，其制绒后的表面反射率仍超 过25%，无法满足工业化生产的要求。 为了解决运个问题，常用的方法有干法和湿法刻蚀技术。其中，作为干法刻蚀技术 的代表，反应离子刻蚀技术对多晶娃片的制绒十分有效，但其制备工艺复杂，成本高昂，不 利于推进其产业化。相较而言，采用金属辅助催化腐蚀的湿法刻蚀技术，其成本较低，且与 现有产业结合度高;但其现有技术仍不成熟，金刚线切割痕迹还无法完全消除，且制备的绒 面多为黑娃绒面，其表面复合严重，严重影响了电池的效率。
技术实现思路
有鉴于现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能在金刚线切割 多晶娃片上有效制绒，且能消除切割划痕的制绒方法，制绒后的多晶娃片绒面均匀，将其制 备成电池，电池效率显著提升。 为实现上述目的，本专利技术提供了一种消除金刚线切割痕迹的多晶娃制绒方法，具 体地，本专利技术提供的技术方案如下： -种消除金刚线切割痕迹的多晶娃制绒方法，其特征在于，包括如下步骤：[000引第一步，将具有金刚线切割痕迹的多晶娃片置于黑娃处理溶液中进行黑娃处理， 在多晶娃片表面形成多孔娃结构；第二步，将经过黑娃处理的多晶娃片置于氨氣酸、硝酸的混合酸溶液中进行表面 酸制绒，在表面形成微米尺度的孔状结构； 第=步，将经过表面酸制绒的多晶娃片再次置于黑娃处理溶液中进行黑娃处理， 在微米孔的内部形成多孔娃结构； 第四步，将经过上述步骤处理的多晶娃片置于氨氧化钢溶液中进行碱制绒处理， 在多晶娃片表面形成纳米倒金字塔嵌于微米孔内的微纳复合结构； 第五步，将制绒后的多晶娃片浸泡于硝酸溶液中，去除表面附着的银纳米颗粒。 优选的，在第一步和第=步中，黑娃处理溶液由氨氣酸、过氧化氨、去离子水及硝 酸银配置而成。 进一步的，氨氣酸、过氧化氨和硝酸银的摩尔浓度分别为0.5-5mol/L、0.5-5mol/L 和0.0001-0.OOlmol/L。 优选的，在第一步和第=步中，黑娃处理的溫度为20-60°C，时间为1-10分钟。 优选的，在第二步的氨氣酸和硝酸的混合酸溶液中，氨氣酸、硝酸和去离子水的体 积比为1:5:4。 优选的，在第二步中，酸制绒的溫度为0-20°C，时间为2-5分钟。 优选的，在第四步的氨氧化钢溶液中，氨氧化钢的质量分数为1-lOwt%。 优选的，在第四步中，碱制绒处理的溫度为20-60°C，时间为1 -10分钟。 优选的，在第五步的硝酸溶液中，硝酸与去离子水的体积比为1:1-5,清洗时间为 5-10分钟。 使用上述消除金刚线切割痕迹的多晶娃制绒方法得到的多晶娃片在太阳电池中 的应用。 与现有技术相比，本专利技术的制绒方法优点在于： 第一，本专利技术的制备方法采用的是金属辅助催化腐蚀的湿法刻蚀技术，成本低廉， 与现有产业结合度高。 第二，本专利技术的制备方法通过结合酸制绒的各向同性腐蚀及碱制绒的各向异性腐 蚀，消除了金刚线切割的切割划痕。其中，第一步中，在娃片表面制备多孔娃结构，大幅度增 加了娃片的表面粗糖度，使得第二步的酸处理能够更加均匀地对整个娃片表面进行制绒， 形成微米孔结构。在酸制绒的过程中，娃片表面的孔状结构逐步扩大，交叠。随着娃体腐蚀 量的增加，较浅的切割划痕逐渐消失，而较深的划痕则逐渐变浅。而后，在制备类倒金字塔 结构的过程中（黑娃处理后进行碱处理），娃体的腐蚀量进一步增加，随着腐蚀深度的增加， 娃片表面的切割划痕完全消除。与此同时，通过运种方法制备出的微纳复合绒面具有低反 射率，提升了电池的光电性能，使得电池效率大幅度提升。 W下将结合附图对本专利技术的方法及产生的技术效果作进一步说明，W充分地了解 本专利技术的目的、特征和效果。【附图说明】 图1为本专利技术较佳实施例的制绒示意图。 图2为本专利技术较佳实施例1制得的多晶娃绒面的扫描电镜照片。 图3为本专利技术较佳实施例2制得的多晶娃绒面的扫描电镜照片。 图4为本专利技术较佳实施例3制得的多晶娃绒面的扫描电镜照片。 图5为本专利技术较佳实施例制得的多晶娃绒面与常规酸制绒对应的反射率谱图。 图6为用本专利技术较佳实施例制得的多晶娃绒面制备金刚线切割多晶娃太阳电池的 工艺流程图。 图7为用本专利技术较佳实施例3制得的多晶娃绒面制备的金刚线切割多晶娃太阳电 池对应的电流-电压曲线。【具体实施方式】 本专利技术较佳实施例的消除金刚线切割痕迹的多晶娃制绒方法如图1所示。【具体实施方式】 如下： 实施例1: 第一步，按照W下摩尔浓度配置黑娃处理溶液：氨氣酸0.5mol/L、过氧化氨 0.5mol/L、硝酸银O.OOOlmol/L，将该溶液加入制绒槽中，揽拌均匀。将具有金刚线切割痕迹 的多晶娃片置于此黑娃处理溶液中，反应溫度为30°C，反应时间为10分钟。反应结束后将多 晶娃片取出，并用去离子水对娃片表面进行清洗。 第二步，按照W下体积百分比配置混合酸制绒液，加入制绒槽中，揽拌均匀：氨氣 酸10% ;硝酸50% ;去离子水40%。将经过黑娃处理的多晶娃片置于此混合酸溶液中，反应 溫度为8°C，反应时间为2分钟。反应结束后将多晶娃片取出，并用去离子水对娃片表面进行 清洗。 第=步，将经过酸制绒的娃片再次置于第一步中的黑娃处理溶液中，反应溫度为 30°C，反应时间为5分钟。反应结束后将多晶娃片取出，并用去离子水对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除金刚线切割痕迹的多晶硅制绒方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，将具有金刚线切割痕迹的多晶硅片置于黑硅处理溶液中进行黑硅处理，在多晶硅片表面形成多孔硅结构；第二步，将经过黑硅处理的多晶硅片置于氢氟酸、硝酸的混合酸溶液中进行表面酸制绒，在表面形成微米尺度的孔状结构；第三步，将经过表面酸制绒的多晶硅片再次置于黑硅处理溶液中进行黑硅处理，在微米孔的内部形成多孔硅结构；第四步，将经过上述步骤处理的多晶硅片置于氢氧化钠溶液中进行碱制绒处理，在多晶硅片表面形成纳米倒金字塔嵌于微米孔内的微纳复合结构；第五步，将制绒后的多晶硅片浸泡于硝酸溶液中，去除表面附着的银纳米颗粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈文忠，庄宇峰，钟思华，李正平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31