一种多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法技术

本发明专利技术属于太阳能电池用多晶硅片表面处理技术领域，具体涉及一种金刚石线切割的多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法。该方法包括以下步骤：1)在多晶硅片的表面均匀涂覆一层乳液；2)干燥处理后使乳液颗粒固结在多晶硅片的表面；3)将表面固结有乳液颗粒的多晶硅片置于酸性制绒处理液中进行制绒处理；4)制绒完成后，清洗除去多晶硅片表面的乳液颗粒。采用本发明专利技术获得的多晶硅片绒面是由众多的锥塔形构成的光吸收面，这种锥塔形结构的表面与单晶硅片的金字塔形结构的表面相近似，使多晶硅片的光吸收率得到进一步提高。

Shielded surface finishing method for polycrystalline silicon wafer

The invention belongs to the technical field of surface treatment of polycrystalline silicon chips for solar cells, in particular to a shielded surface processing method for polycrystalline silicon wafers with diamond wire cutting. The method comprises the following steps: 1) on the surface of the polysilicon film coated with a layer of uniform emulsion; 2) after drying the emulsion particles on the surface of the polysilicon film consolidation; 3) will have the surface consolidation of polysilicon film into acid texturing processing wool processing liquid emulsion particles; 4) after the completion of the wool, cleaning the surface of emulsion particles of polysilicon. The polycrystalline silicon wafer suede obtained by the invention is the absorption surface formed by the light cone tower, the Pyramid structure of the conical surface of pyramid structure and the surface of silicon wafer is similar, make the polysilicon film light absorption rate can be further improved.

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法
本专利技术属于太阳能电池用多晶硅片表面处理
，具体涉及一种金刚石线切割的多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法。
技术介绍
随着光伏产业的飞速发展，制作太阳能电池的晶体硅片的需求量也在逐年增加。目前，晶体硅片的切割加工主要采用砂浆线切割技术或者金刚石线切割技术两种工艺。砂浆线切割技术是通过高速运动的钢线带动砂浆中的碳化硅颗粒滚动磨削从而切割晶体硅片，这种切割方式普遍存在切割速度慢、成片效率低的缺陷，在此基础上，新型的金刚石线切割技术便应运而生。金刚石线切割技术是将细小的金刚石颗粒通过胶粘、电镀或者钎焊等工艺固定在钢线上，在钢线的高速运动过程中通过附着在钢线上的金刚石颗粒对晶体硅片进行磨削切割。相比于砂浆线切割，金刚石线切割技术的切割速度可以提高两倍以上，并且切割的晶体硅片薄，成片效率高，因此更加适合大规模的批量生产。金刚石线切割技术利用的是金刚石线的往复运动，加工出来的晶体硅片通常表面光亮，粗糙度较低，由此带来的是晶体硅片表面的反射率升高，进而影响电池效率。为了提高晶体硅片表面的粗糙度，现有的处理方法是采用不同组分和浓度的具有强腐蚀能力的酸性溶液、碱性溶液或者酸性气体对晶体硅片表面进行刻蚀制绒(例如2016年3月16日公开的CN105405755A、2016年3月16日公开的CN105405930A以及2016年5月11日公开的CN105576080A)。由于单晶硅片的各向异性，对于单晶硅片采用碱性溶液刻蚀制绒，能够获得非常好的金字塔形结构的表面，有效地降低了反射，增加光的吸收。多晶硅片因其内在结构的特殊性，只能采用酸性溶液刻蚀制绒，而且采用酸性溶液刻蚀制绒的金刚石线切割的多晶硅片的光吸收效果远远没有采用酸性溶液刻蚀制绒的砂浆线切割的多晶硅片的效果好。当直接采用酸性溶液对多晶硅片进行刻蚀制绒时，酸性溶液将在多晶硅片表面以相近的刻蚀速度进行均匀刻蚀。与此同时，由于在多晶硅片表面的缺陷位置，刻蚀速度将大于其他位置。另外，溶液浓度的瞬时差异也会导致不同位点的刻蚀速度略有不同。因此，多晶硅片表面只能获得如图1所示的陷坑形状的结构。而且，由于暴露面积的不同，陷坑顶部的刻蚀速度将大于陷坑底部的刻蚀速度，随着刻蚀时间的延长，多晶硅片的表面将整体趋于均匀。虽然近期的一些方案能够使多晶硅片的表面粗糙度在一定程度上有所提高，但是对于反射率的降低效果仍然不够理想。
技术实现思路
为了解决现有的多晶硅片表面处理制绒效果差的技术问题，本专利技术提供一种多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法，提高了多晶硅片表面的光吸收能力。本专利技术的技术解决方案是：一种多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：1)在多晶硅片的表面均匀涂覆一层乳液；2)干燥处理后使乳液颗粒固结在多晶硅片的表面；3)将表面固结有乳液颗粒的多晶硅片置于酸性制绒处理液中进行制绒处理；4)制绒完成后，清洗除去多晶硅片表面的乳液颗粒。进一步地，步骤1)中的乳液的制备方法是：将单体或有机体、引发剂、表面活性剂(乳化剂)添加至分散剂中，并搅拌乳化，得到分散均匀的乳液。进一步地，上述乳液的乳胶粒平均粒径小于10微米。进一步地，上述乳液的乳胶粒平均粒径小于1微米。进一步地，上述乳液的乳胶粒平均粒径小于0.5微米。进一步地，上述乳液的质量浓度为5-40％。较佳地，上述乳液是由一种单体或有机体在分散剂中分散形成的，或者由多种单体和有机体在分散剂中聚合形成的。较佳地，上述乳液为丙烯酸类乳液，例如纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液或者醋丙乳液。较佳地，上述乳液为天然石蜡类乳液，例如矿物蜡乳液、植物蜡乳液或者蜂蜡乳液。较佳地，上述乳液为天然油脂类乳液，例如采用经过精炼后的各种动物脂肪制成的乳液、植物油乳液或者矿物油乳液。较佳地，上述乳液为合成有机物类乳液，例如水溶性醇酸乳液、脲醛乳液或者水溶性环氧乳液。较佳地，上述乳液是由多种乳液混合形成的。较佳地，步骤1)中的乳液是采用喷涂、刷涂或者淋涂的方式涂覆在硅片的表面。较佳地，步骤4)中的乳液颗粒的清除方法是将表面固结有乳液颗粒的多晶硅片放入水或带有表面活性剂的水中浸泡并清洗。本专利技术的有益效果在于：本专利技术在金刚石线切割的多晶硅片表面预先涂覆乳液，乳液在干燥过程中伴随着分散剂的蒸发，乳液颗粒在表面活性剂的保护下会逐渐固结在多晶硅片的表面，固结的乳液颗粒之间将会分裂开产生沟渠状的开叉裂口。之后再对多晶硅片进行制绒处理，开叉裂口处的多晶硅片暴露在酸性制绒处理的环境下形成刻蚀位点，腐蚀速度快，而多晶硅片的其他部分在乳液颗粒的遮蔽保护下则制绒速度较慢。因此在多晶硅片表面由于制绒速度的差异便大幅改善了制绒效果，提高了多晶硅片表面粗糙度，降低了多晶硅片表面反射率。用此方法获得的绒面是由众多的锥塔形构成的光吸收面，这种锥塔形结构的表面与单晶硅片的金字塔形结构的表面相近似，使多晶硅片的光吸收率得到进一步提高。使用此方法的工艺相对简单、稳定、可靠，并且乳液的粒子在制作时便于控制，制得的乳液粒子的大小相差不大，因此可以制作出品质较高的多晶硅片绒面。附图说明图1为酸性溶液直接刻蚀多晶硅片表面得到的陷坑状的绒面结构。图2为乳液颗粒在多晶硅片表面的分布状态示意图。图3为固结有乳液颗粒的多晶硅片表面刻蚀中状态示意图(显微放大图)。图4为固结有乳液颗粒的多晶硅片表面刻蚀前状态示意图。图5为固结有乳液颗粒的多晶硅片表面刻蚀中、后状态示意图。图6为遮蔽式表面制绒处理方法得到的锥塔形的绒面结构。其中，附图标记为：1-多晶硅片；2-乳液颗粒；3-刻蚀位点。具体实施方式本专利技术提供了一种多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法，其较佳实施例的操作步骤如下：首先，在待处理的多晶硅片表面均匀涂覆一层乳液，涂覆方法可以是喷涂、刷涂或者淋涂。这里的乳液的乳胶粒粒径应当小于10微米，较为优选的，乳胶粒粒径控制在1微米以下，尤其是在0.5微米以下，乳胶粒粒径越小时，乳液颗粒在多晶硅片表面的涂覆分散效果越好，在干燥后形成的刻蚀位点也越多。乳液的质量浓度可以控制在5％至40％之间，浓度过高或过低都对遮蔽效果不利。乳液的种类可以选用有机乳液或者无机乳液。具体而言，乳液可以由一种单体或有机体在分散剂中分散形成(例如石蜡乳液)，或者可以由多种单体和有机体在分散剂中聚合形成(例如苯丙乳液)。另外也可以是由多种乳液混合形成(例如纯丙乳液和苯丙乳液的混合物)。使用不同种类不同粒径的乳液进行混合涂覆，可以提高乳液颗粒在多晶硅片表面的分散差异性，进而提高制绒刻蚀效果。乳液涂覆完成后，对多晶硅片进行干燥处理以使乳液颗粒固结在多晶硅片的表面。这里的干燥处理可以是在室温下的自然干燥，也可以将硅片放置在干燥箱中进行加热干燥。乳液在干燥过程中伴随着分散剂的蒸发，乳液颗粒在表面活性剂的保护下会逐渐固结在多晶硅片的表面，固结的乳液颗粒之间将会逐渐分裂开叉产生沟渠状的开裂口，如图2所示，干燥后的乳液颗粒2在多晶硅片1的表面随机分布，各个乳液颗粒之间的开裂口暴露在外成为下一步制绒过程中的刻蚀位点3。从图3的显微放大图中可以看到，部分开裂口处的明亮区域即为正在进行刻蚀的部位。接下来，将表面固结有乳液颗粒的多晶硅片置于酸性制绒处理液中进行制绒处理，具体的制绒处理方法可以选用现有技术中的常规制绒工艺。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在多晶硅片的表面均匀涂覆一层乳液；2)干燥处理后使乳液颗粒固结在多晶硅片的表面；3)将表面固结有乳液颗粒的多晶硅片置于酸性制绒处理液中进行制绒处理；4)制绒完成后，清洗除去多晶硅片表面的乳液颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在多晶硅片的表面均匀涂覆一层乳液；2)干燥处理后使乳液颗粒固结在多晶硅片的表面；3)将表面固结有乳液颗粒的多晶硅片置于酸性制绒处理液中进行制绒处理；4)制绒完成后，清洗除去多晶硅片表面的乳液颗粒。2.根据权利要求1所述的多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法，其特征在于，步骤1)中的乳液的制备方法是：将单体或有机体以及引发剂和表面活性剂添加至分散剂中，搅拌乳化得到分散均匀的乳液。3.根据权利要求2所述的多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法，其特征在于：所述乳液的乳胶粒平均粒径小于10微米。4.根据权利要求3所述的多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法，其特征在于：所述乳液的乳胶粒平均粒径小于0.5微米。5.根据权利要求4所述的多晶硅片的遮蔽式表面制绒处理方法，其特征在于：所述乳液的质量浓度为5-40％。...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱胜利，
申请(专利权)人：朱胜利，
类型：发明
国别省市：陕西,61