一种高效单晶制绒工艺及其设备制造技术

本发明专利技术公开了一种高效单晶制绒工艺，包括以下步骤：去损伤层、碱制绒、酸制绒、碱洗、酸洗、慢提拉，同时公开了实现这种工艺的设备。本发明专利技术的优点是：制绒工艺通过碱制绒与酸制绒结合的方式制作绒面，形成绒面均匀且反射率低的绒面，具有良好的制绒效果；该工艺可操作性强、可靠性高、成本较低，且可提升电池片的电性能和外观，尤其是准单晶制绒方面，独具优势；制绒设备可在传统单晶制绒设备上进行改造，生产效率高、自动化程度高、环保，有效实现制绒工艺过程，为准单晶电池片的生产提供了有效途径。

A high efficiency single crystal cashmere technology and equipment

The invention discloses an efficient single crystal cashmere making process, which comprises the following steps: removing damage layer, alkali cashmere making, acid cashmere making, alkali washing, acid pickling and slow lifting, and also discloses the equipment for realizing the process. The invention has the advantages that: the cashmere making process combines the alkali cashmere making and the acid cashmere making to make the cashmere, forming the cashmere with uniform cashmere and low reflectivity, having good cashmere making effect; the process has strong operability, high reliability, low cost, and can improve the electric energy and appearance of the battery chip, especially in the quasi single crystal cashmere making, with unique advantages; the cashmere making equipment can be used in the traditional single crystal cashmere making It is an effective way for the production of quasi single crystal battery chip.

【技术实现步骤摘要】
一种高效单晶制绒工艺及其设备
本专利技术涉及太阳能多晶硅电池制造，特别是一种单晶制绒工艺及其设备。
技术介绍
目前，光伏行业单晶电池片迎来新的发展契机，各大电池厂纷纷投入单晶路线改造，在单晶电池片生产过程中，第一步工艺过程为单晶制绒，单晶制绒主要作用是去除硅片表面脏污和损伤层，在硅片表面形成具有显光效果的低反射率优质绒面，以提高电池片的效率。现阶段单晶制绒主要是常规的碱制绒，利用硅片在碱溶液中的各向异性，即硅晶体中的(111)晶面腐蚀速率最慢、(100)面腐蚀最快，因而通过碱溶液的腐蚀后，形成了特殊的金字塔结构。单晶硅片采用碱制绒方式制作绒面，这个化学反应存在局限性，当绒面表面的金字塔较大时，反射率较大，则会影响电池片的效率；当绒面表面的金字塔较小时，反射率虽然变小，但造成绒面的均匀性差，绒面的均匀性直接影响了硅片的镀膜效果、PN结的均匀性和电池片的光谱响应，因此如何提升绒面的均匀性，同时降低反射率成为了目前的技术瓶颈。另一方面，现有的单晶制绒机只能进行碱制绒，存在局限性，并且该方法制备的单晶绒面不易控制，易产生硅片表面的绒面过大(即硅片的反射率偏高)或绒面不均匀的问题，影响电池片转化效率和外观，尤其在准单晶硅片制绒方面，其缺陷更加凸显。若只用碱制绒进行准单晶制绒，其外观的均匀性差异较明显，尤其是对准单晶硅片表面瑕疵的掩盖较差。目前，准单晶凭借其成本优势迅速发展，因此，迫切需求能够制作优质绒面的单晶制绒设备，从而制备低成本、高效美观的电池片。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述问题，本专利技术的目的之一是提供一种单晶制绒工艺，提高制绒效果，特别是能够适用于准单晶制绒，提升电池片性能和外观，本专利技术的另一目的是提供实现这种单晶制绒工艺的设备。技术方案：一种高效单晶制绒工艺，包括以下步骤：步骤1，去损伤层：将硅片浸入含NaOH和H2O2的混合液A中反应，而后以纯水漂洗，在混合液A中，NaOH的质量浓度为2g/L～2.5g/L，H2O2的体积分数为4％～5％，反应温度为60℃～70℃，反应时间为100S～170S；步骤2，碱制绒：将步骤1得到的硅片浸入含NaOH和单晶硅制绒添加剂的混合液B中反应，而后以纯水漂洗，在混合液B中，NaOH的质量浓度为15g/L～17g/L，单晶硅制绒添加剂的体积分数为0.6％～0.8％，反应温度为75℃～85℃，反应时间为600S～800S；步骤3，酸制绒：步骤301，将步骤2得到的硅片浸入含HF、HNO3、AgNO3的混合液C中反应，而后以纯水漂洗，在混合液C中，HF的体积分数为20％～30％，HNO3的体积分数为12％～16％，AgNO3的质量浓度为0.04g/L～0.06g/L，反应温度为25℃～29℃，反应时间为60S～100S；步骤302，将步骤301得到的硅片浸入含HNO3的溶液D中清洗，而后以纯水漂洗，在溶液D中，HNO3的体积分数为30％～60％，清洗温度为40℃～50℃，清洗时间为90S～150S；步骤303，将步骤302得到的硅片浸入含HF和HNO3的混合液E中反应，而后以纯水漂洗，在混合液E中，HF的体积分数为15％～25％，HNO3的体积分数为12％～15％，反应温度为25℃～32℃，反应时间为50S～80S；步骤4，碱洗：将步骤303得到的硅片浸入含KOH的溶液F中清洗，而后以纯水漂洗，在溶液F中，KOH的体积分数为2％～3％，清洗温度为25℃～30℃，清洗时间为30S～50S；步骤5，酸洗：将步骤4得到的硅片浸入含HCl和HF的混合液G中清洗，而后以纯水漂洗，在混合液G中，HCl的体积分数为15％～25％，HF的体积分数为8％～15％，清洗温度为室温，清洗时间为30S～50S；步骤6，慢提拉：将步骤5得到的硅片浸入纯水中进行慢拉提速。进一步的，步骤301、步骤303、步骤5中所述的HF均为质量浓度为49％的HF溶液，步骤301、步骤302、步骤303中所述的HNO3均为质量浓度为68％的HNO3溶液，步骤5中所述的HCl为质量浓度为38％的HCl溶液，步骤4中所述的KOH为质量浓度为48％的KOH溶液。进一步的，步骤1中所述的纯水漂洗为以60℃～70℃的纯水漂洗80S～120S，步骤2中所述的纯水漂洗为以55℃～65℃的纯水漂洗100S～150S，步骤301中所述的纯水漂洗为在室温下以纯水漂洗30S～80S，步骤302中所述的纯水漂洗为在室温下以纯水漂洗30S～50S，步骤303中所述的纯水漂洗为在室温下以纯水漂洗30S～80S，步骤4中所述的纯水漂洗为在室温下以纯水漂洗30S～80S，步骤5中所述的纯水漂洗为在室温下以纯水漂洗30S～80S。进一步的，步骤6中所述的纯水为60℃～70℃，慢速提拉时间为30S～50S。进一步的，步骤302中所述的清洗为至少两级清洗槽依次清洗，每一级清洗槽中都为溶液D，下一级清洗槽中的清洗液回流至上一级清洗槽中。本专利技术制绒工艺的原理是：一方面减少了硅片表面的污渍，另一方面采用碱制绒形成大金字塔绒面，提升硅片绒面的均匀性，同时利用酸制绒在金字塔表面形成纳微米孔洞，对入射光形成减反射，进一步降低绒面的反射率，增加透射的效果，从而既可以提升PN结和镀膜的均匀性，又可以增加硅电池对光子的吸收，进一步提高光电转化效率，提高单晶硅电池的电性能。一种实现上述的高效单晶制绒工艺的设备，包括按硅片输送方向依次连接的上料装置、超声清洗槽、水槽A、单晶碱制绒槽、水槽B、酸制绒槽、水槽C、酸洗去银槽、水槽D、酸洗修饰槽、水槽E、碱洗槽、水槽F、酸洗槽、水槽G、慢提拉槽、下料装置，所述超声清洗槽提供含NaOH和H2O2的混合液A，所述单晶碱制绒槽提供含NaOH和单晶硅制绒添加剂的混合液B，所述酸制绒槽提供含HF、HNO3、AgNO3的混合液C，所述酸洗去银槽提供含HNO3的溶液D，所述酸洗修饰槽提供含HF和HNO3的混合液E，所述碱洗槽)提供含KOH的溶液F，所述酸洗槽提供含HCl和HF的混合液G。进一步的，还包括传送硅片的机械臂抓手。进一步的，所述超声清洗槽、水槽A、单晶碱制绒槽、水槽B、酸制绒槽、酸洗去银槽、酸洗修饰槽、碱洗槽、酸洗槽、慢提拉槽的槽体上均安装有加热装置、温度检测仪，控制槽体内的液体温度；所述超声清洗槽(2)、单晶碱制绒槽(4)、酸制绒槽(6)、酸洗去银槽、酸洗修饰槽、碱洗槽、酸洗槽的槽体中在液位上方均设有排风装置；所述超声清洗槽、水槽A的槽体上均安装有超声波发生器。进一步的，所述酸洗去银槽设置至少两个独立的，每个槽体上均设置有溢流口，后一个槽体中酸洗后的液体通过其上的溢流口进入前一个槽体中，第一个槽体中酸洗后的液体通过其上的溢流口溢流出其槽体外。进一步的，所述酸制绒槽、酸洗修饰槽均配有外设的热交换器和冰水机，槽体内的液体与所述冰水机通过所述热交换器进行热量交换。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点是：1、本专利技术的制绒工艺通过碱制绒与酸制绒结合的方式制作绒面，形成绒面均匀且反射率低的绒面，具有良好的制绒效果；该工艺可操作性强、可靠性高、成本较低，且可提升电池片的电性能和外观，尤其是准单晶制绒方面，独具优势；2、本专利技术的制绒设备可在传统单晶制绒设备上进行改造，生产效率高、自动化程度高、环保，有效实现制绒工艺过程，为准单晶电池片的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效单晶制绒工艺，其特征在于包括以下步骤：步骤1，去损伤层：将硅片浸入含NaOH和H2O2的混合液A中反应，而后以纯水漂洗，在混合液A中，NaOH的质量浓度为2g/L～2.5g/L，H2O2的体积分数为4％～5％，反应温度为60℃～70℃，反应时间为100S～170S；步骤2，碱制绒：将步骤1得到的硅片浸入含NaOH和单晶硅制绒添加剂的混合液B中反应，而后以纯水漂洗，在混合液B中，NaOH的质量浓度为15g/L～17g/L，单晶硅制绒添加剂的体积分数为0.6％～0.8％，反应温度为75℃～85℃，反应时间为600S～800S；步骤3，酸制绒：步骤301，将步骤2得到的硅片浸入含HF、HNO3、AgNO3的混合液C中反应，而后以纯水漂洗，在混合液C中，HF的体积分数为20％～30％，HNO3的体积分数为12％～16％，AgNO3的质量浓度为0.04g/L～0.06g/L，反应温度为25℃～29℃，反应时间为60S～100S；步骤302，将步骤301得到的硅片浸入含HNO3的溶液D中清洗，而后以纯水漂洗，在溶液D中，HNO3的体积分数为30％～60％，清洗温度为40℃～50℃，清洗时间为90S～150S；步骤303，将步骤302得到的硅片浸入含HF和HNO3的混合液E中反应，而后以纯水漂洗，在混合液E中，HF的体积分数为15％～25％，HNO3的体积分数为12％～15％，反应温度为25℃～32℃，反应时间为50S～80S；步骤4，碱洗：将步骤303得到的硅片浸入含KOH的溶液F中清洗，而后以纯水漂洗，在溶液F中，KOH的体积分数为2％～3％，清洗温度为25℃～30℃，清洗时间为30S～50S；步骤5，酸洗：将步骤4得到的硅片浸入含HCl和HF的混合液G中清洗，而后以纯水漂洗，在混合液G中，HCl的体积分数为15％～25％，HF的体积分数为8％～15％，清洗温度为室温，清洗时间为30S～50S；步骤6，慢提拉：将步骤5得到的硅片浸入纯水中进行慢拉提速。...

【技术特征摘要】
1.一种高效单晶制绒工艺，其特征在于包括以下步骤：步骤1，去损伤层：将硅片浸入含NaOH和H2O2的混合液A中反应，而后以纯水漂洗，在混合液A中，NaOH的质量浓度为2g/L～2.5g/L，H2O2的体积分数为4％～5％，反应温度为60℃～70℃，反应时间为100S～170S；步骤2，碱制绒：将步骤1得到的硅片浸入含NaOH和单晶硅制绒添加剂的混合液B中反应，而后以纯水漂洗，在混合液B中，NaOH的质量浓度为15g/L～17g/L，单晶硅制绒添加剂的体积分数为0.6％～0.8％，反应温度为75℃～85℃，反应时间为600S～800S；步骤3，酸制绒：步骤301，将步骤2得到的硅片浸入含HF、HNO3、AgNO3的混合液C中反应，而后以纯水漂洗，在混合液C中，HF的体积分数为20％～30％，HNO3的体积分数为12％～16％，AgNO3的质量浓度为0.04g/L～0.06g/L，反应温度为25℃～29℃，反应时间为60S～100S；步骤302，将步骤301得到的硅片浸入含HNO3的溶液D中清洗，而后以纯水漂洗，在溶液D中，HNO3的体积分数为30％～60％，清洗温度为40℃～50℃，清洗时间为90S～150S；步骤303，将步骤302得到的硅片浸入含HF和HNO3的混合液E中反应，而后以纯水漂洗，在混合液E中，HF的体积分数为15％～25％，HNO3的体积分数为12％～15％，反应温度为25℃～32℃，反应时间为50S～80S；步骤4，碱洗：将步骤303得到的硅片浸入含KOH的溶液F中清洗，而后以纯水漂洗，在溶液F中，KOH的体积分数为2％～3％，清洗温度为25℃～30℃，清洗时间为30S～50S；步骤5，酸洗：将步骤4得到的硅片浸入含HCl和HF的混合液G中清洗，而后以纯水漂洗，在混合液G中，HCl的体积分数为15％～25％，HF的体积分数为8％～15％，清洗温度为室温，清洗时间为30S～50S；步骤6，慢提拉：将步骤5得到的硅片浸入纯水中进行慢拉提速。2.根据权利要求1所述的一种高效单晶制绒工艺，其特征在于：步骤301、步骤303、步骤5中所述的HF均为质量浓度为49％的HF溶液，步骤301、步骤302、步骤303中所述的HNO3均为质量浓度为68％的HNO3溶液，步骤5中所述的HCl为质量浓度为38％的HCl溶液，步骤4中所述的KOH为质量浓度为48％的KOH溶液。3.根据权利要求1所述的一种高效单晶制绒工艺，其特征在于：步骤1中所述的纯水漂洗为以60℃～70℃的纯水漂洗80S～120S，步骤2中所述的纯水漂洗为以55℃～65℃的纯水漂洗100S～150S，步骤301中所述的纯水漂洗为在室温下以纯水漂洗30S～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽婷，周肃，黄惜惜，邱家梁，白玲玲，贾佳，黄国平，李菁楠，曹华斌，姜利凯，杨忠绪，勾宪芳，
申请(专利权)人：中节能太阳能科技有限公司，中节能太阳能科技镇江有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11