一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备技术

本发明专利技术的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备在需要被碱溶液腐蚀的晶体硅片的上表面涂布一层碱溶液，使碱溶液在晶体硅片上表面形成一层碱溶液膜。在碱腐蚀反应单元内，该晶体硅片和碱溶液膜被加热到反应温度，使在晶体硅片上表面的碱溶液与晶体硅上表面发生碱腐蚀反应，并保持该反应温度至晶体硅片被传输至离开该碱腐蚀反应单元。被传输至离开该碱腐蚀反应单元。被传输至离开该碱腐蚀反应单元。

【技术实现步骤摘要】
一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备


[0001]本专利技术是有关一种水平连续腐蚀晶体硅片的方法和设备，特别是涉及水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备。本专利技术的水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备具有应用广，生产成本低，所产生的废水容易处理等诸多优点。

技术介绍

[0002]水平连续腐蚀晶体硅片的方法在晶体硅片太阳能电池生产过程中有着二个重要的应用。在生产多晶硅片太阳能电池过程中的制绒工艺步骤就是采用水平连续腐蚀晶体硅片的方法来完成的。该制绒步骤的大致方法是，多晶硅片被传输滚轮水平连续地传输进酸腐蚀反应单元。该酸腐蚀反应单元主要由酸腐蚀反应槽，上下传输滚轮和酸腐蚀溶液所组成。酸腐蚀溶液由氢氟酸，硝酸和水所组成。酸腐蚀溶液的温度被控制在10度左右。多晶硅片在该酸腐蚀反应单元中被上下传输滚轮向一个方向水平传输过程中被浸没在酸腐溶液中，因此多晶硅片的二个表面同时与酸腐蚀溶液发生反应。当多晶硅片被传输滚轮水平传输出该酸腐蚀单元后，该酸腐蚀反应随之结束。
[0003]水平连续腐蚀晶体硅片的方法在生产太阳能电池过程中的另一个应用是所谓的背刻蚀工艺（Edge Isolation）。与多晶硅片酸腐蚀制绒步骤不同的是，尽管在背刻蚀工艺中，晶体硅片也是被传输滚轮水平连续地传输通过酸腐蚀反应单元，但是，晶体硅片通过酸腐蚀反应单元时，仅晶体硅片的下表面接触酸腐蚀溶液，晶体硅片的上表面不接触酸腐溶液，或者说，晶体硅片的上表面在酸腐蚀单元内不发生酸腐蚀反应，仅仅是晶体硅片的下表面与酸腐蚀溶液接触，与酸腐蚀溶液发生反应。r/>[0004]以上二个水平连续腐蚀晶体硅片的方法的共同特征是采用酸腐蚀溶液来腐蚀晶体硅片，具体地说，是采用氢氟酸和硝酸的混合溶液腐蚀晶体硅片。该酸腐蚀溶液腐蚀晶体硅片的反应会产生大量的含氮废水排放，所需要的废水处理成本相对比较高。
[0005]进一步，目前普遍使用的酸腐蚀背刻蚀的方法还有一个缺陷，即酸腐蚀后的晶体硅片表面不够平整光滑。随着太阳能电池的光电转化效率不断地提高，对太阳能电池背表面的平整度，或者说光滑度，的要求也越来越高。更平整，更光滑的背表面有利于减小晶体硅太阳能电池背表面的复合和提高光在晶体硅太阳能电池内的多次反射。然而，目前普遍采用的酸腐蚀背刻蚀的技术不能满足高效太阳能电池对其背表面的平整度和光滑度的要求。

技术实现思路

[0006]针对以上现有技术问题，本专利技术公开一种新颖的水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备。
[0007]本专利技术的目的之一是，寻求一种新颖的利用碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法和设备，该方法和设备使碱溶液在晶体硅片被水平连续传输过程中对晶体硅片的上表面实施碱腐蚀反应。
[0008]本专利技术的另一个目的是，寻求一种新颖的利用碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备，该方法不仅适用于碱溶液对晶体硅片的上表面实施单面制绒，也适用于碱溶液对晶体硅片上表面实施单面抛光，还适用于碱溶液对晶体硅片上表面完成其它工艺步骤，例如腐蚀清洗工艺步骤。
[0009]为实现上述目的，本专利技术公开了一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备。该方法和设备的特征之一是，把碱溶液润湿晶体硅片的上表面，或者说使碱溶液在晶体硅片的上表面生成一层碱溶液膜，确保碱溶液仅对晶体硅片的上表面实施碱腐蚀反应。
[0010]更具体地说，本专利技术的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备在需要被碱溶液腐蚀的晶体硅片的上表面涂布一层碱溶液，使碱溶液在晶体硅片上表面形成一层碱溶液膜。在碱腐蚀反应单元内，该晶体硅片和碱溶液膜被加热到反应温度，例如，加热到40～110度之间，使在晶体硅片上表面的碱溶液与晶体硅上表面发生碱腐蚀反应，并保持该反应温度至晶体硅片被传输至离开该碱腐蚀反应单元。
[0011]本专利技术的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备优点之一是使用碱溶液腐蚀晶体硅片的上表面，以达目前在太阳能电池行业普遍使用的酸背刻蚀的方法目的，即采用碱溶液替代酸腐蚀溶液来实施背刻蚀工艺，从而避免了由酸腐蚀溶液所引起的废水处理问题。
[0012]本专利技术的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备还具有一个非常独特的优点，即具有腐蚀反应自动停止（self-stop etch）的优点。也就是说，可以通过控制碱溶液在晶体硅片上表面上的量和浓度，即碱溶液膜的厚度和浓度来控制反应进程，或者说，当涂布在晶体硅片上的碱溶液消耗完毕后，反应自动停止。
[0013]本专利技术的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备另一个优点是本专利技术适用于各种目的碱腐蚀反应。例如，本专利技术不仅适用碱溶液腐蚀抛光工艺，也适用于碱溶液腐蚀制绒工艺，或者碱溶液腐蚀清洗工艺。
附图说明
[0014]图1.本专利技术的水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法实施例之一示意图。
[0015]图2.本专利技术的水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法实施例之二示意图。
[0016]图3.本专利技术的水平连续腐蚀晶体硅片上表面的设备实施例之一示意图。
[0017]图4.本专利技术的水平连续腐蚀晶体硅片上表面的设备含有多单元的实施例示意图。
具体实施方式
[0018]在以下的描述中，为了解释目的，阐述了本专利技术的详细实施方式，帮助对本专利技术的全面理解。显然，这些说明并不是用于限制本专利技术。在不背离本专利技术精神及其实质情况下，本领域的技术人员可根据本专利技术做出各种其它相应的组合，变更或修改。这些相应的组合，变更和修改都属于本专利技术所附权利要求的保护范围内。
[0019]本专利技术所公开的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法的特征之一是：晶体硅片10在碱腐蚀反应槽60内的高温液体40的液位90上方被传输滚轮30水平传输；晶体硅片10的上表面80上有碱溶液20；所述的高温液体40，或者所述的高温液体40与其它辅助加热装置一起，把所述的晶体硅片10以及在所述的晶体硅片上表面80的所述的碱溶液20加热到并
维持在碱腐蚀反应温度，使所述的碱溶液20与所述的晶体硅片10上表面80发生碱腐蚀反应。所述的碱腐蚀反应在晶体硅片10被传输滚轮30传输出所述的碱腐蚀反应槽60后结束。因此，本专利技术的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法所述的碱腐蚀反应槽60的特征是碱溶液20在碱腐蚀反应槽60内与晶体硅片10的上表面发生腐蚀反应。
[0020]参照附图1，可以对本专利技术的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法做进一步详细地说明。图1展示了本专利技术的碱腐蚀反应单元130的实施例之一。所述的碱腐蚀反应单元130主要包括晶体硅片10，碱溶液20，传输滚轮30，高温液体40，碱腐蚀反应槽60，和加热器100。
[0021]在本专利技术的大多数应用中，使用一个碱腐蚀反应单元130即可达到本专利技术的水平连续腐蚀晶体硅片的目的。在一些本专利技术的其它应用中，可以使用2个或2个以上如图1所示的碱腐蚀反应单元130。
[0022]如图1所示，晶体硅片10在碱腐蚀反应槽60内，在高温液体40的液位90上方被传输滚轮30水平传输；晶体硅片10的上表面80被涂布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法的方法，其特征在于，晶体硅片10在碱腐蚀反应槽60内的高温液体40的液面90上方被传输滚轮30水平传输；所述的晶体硅片10的上表面80上有碱溶液20；所述的高温液体40，或者所述的高温液体40与其它辅助加热装置一起，把所述的晶体硅片10以及在所述的晶体硅片10上表面80上所述的碱溶液20加热到并维持在碱腐蚀反应温度，使所述的碱溶液20与所述的晶体硅片10的上表面80发生碱腐蚀反应。2.根据权利要求1所述的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法，其特征在于，在碱腐蚀反应槽60内，晶体硅片10下方的高温液体40的液面90不接触晶体硅片10的下表面70，或者，高温液体40的液面90接触晶体硅片10的下表面70。3.根据权利要求1或2所述的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法，其特征在于，所述的高温液体40是沸点高于所述的反应温度的液体；所述的高温液体40温度在40度到120度之间；优化的所述的高温液体40是水。4.根据权利要求3所述的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法，其特征在于，在所述的高温液体40中有提高水沸点的各种化合物，或者有降低水挥发的各种化合物，或者是稳定加热液体PH的各种酸性化合物。5.根据权利要求1所述的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法，其特征在于，所述的碱溶液20可以在所述的晶体硅片10在进入所述的碱腐蚀反应槽60之前被涂布在晶体硅片10的上表面80；或者，所述碱溶液20可以在晶体硅片10在进入碱腐蚀反应槽60内后被涂布在所述的晶体硅片10的上表面80；在碱腐蚀反应槽60内，晶体硅片10上表面80被多次添加碱溶液20；所述的碱溶液20在被涂布到所述的晶体硅片10的上表面80前的温度范围在室温到120度之间。6.根据权利要求1所述的一种水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法，其特征在于，所述的碱溶液20氢氧化钠溶液，或者氢氧化钾溶液，或者是四甲基氢氧化铵溶液；所述的碱溶液腐蚀反应是碱溶液腐蚀抛光反应，或者是碱溶液腐蚀制备绒面的反应，或者是碱溶液腐蚀清洗反应；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：季静佳，黄勇，覃榆森，
申请(专利权)人：苏州易益新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：