一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法和设备技术

本发明专利技术的一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片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。晶体硅片在被水平传输过程中，晶体硅片和在晶体硅片上表面的碱溶液被加热到指定的反应温度，使在晶体硅片上表面的碱溶液与晶体硅片上表面发生碱腐蚀反应，并保持该反应温度至该晶体硅片被传输离开该本发明专利技术的碱腐蚀反应单元，完成本发明专利技术的采用碱溶液腐蚀晶体硅片上表面的工艺步骤。碱溶液腐蚀晶体硅片上表面的工艺步骤。碱溶液腐蚀晶体硅片上表面的工艺步骤。

【技术实现步骤摘要】
一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法和设备


[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，特别是涉及碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法和设备。本专利技术的碱溶液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混酸腐蚀反应单元。该混酸腐蚀反应单元主要由酸腐反应槽，上下传输滚轮和混酸腐蚀溶液所组成。混酸腐蚀溶液由氢氟酸，硝酸和水所组成。混酸腐蚀溶液的温度被控制在10度左右。多晶硅片在该混酸腐蚀反应单元中被上下传输滚轮水平传输过程中与混酸腐蚀溶液发生腐蚀反应。当多晶硅片被传输滚轮水平传输出该混酸腐蚀反应单元后，该混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）。与多晶硅片混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混酸腐蚀反应单元，但是，晶体硅片通过混酸腐蚀反应单元时，仅晶体硅片的下表面接触混酸腐蚀溶液，晶体硅片的上表面不接触混酸腐蚀溶液，或者说，晶体硅片的上表面在混酸腐蚀反应单元内不发生腐蚀反应。
[0004]以上二个水平连续腐蚀晶体硅片的方法有二个共同特征，一是采用混酸腐蚀溶液来腐蚀晶体硅片；二是该混酸腐蚀反应都在混酸腐蚀反应单元中的混酸腐蚀槽中进行，该混酸腐蚀槽的容积和其辅助循环容积一般有几百升之多。由于以上二个水平连续腐蚀晶体硅片的方法均采用氢氟酸和硝酸的混合溶液腐蚀晶体硅片，该混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。进一步，几百升的氢氟酸和硝酸的混合物在一个反应槽中也是一个非常大的安全隐患。
[0005]进一步，目前普遍使用的混酸腐蚀背刻蚀的方法还有一个缺陷，即混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速率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]针对以上现有技术的问题，本专利技术公开一种新颖的碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法和设备。
[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溶液腐蚀反应。
[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的方法和设备，该方法和设备不需要具备大容量的化学品槽，减小生产安全隐患。
[0009]本专利技术的进一步目的是，寻求一种新颖的利用碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法和设备，该方法和设备不仅适用于碱溶液对晶体硅片的上表面实施单面碱溶液制绒工艺步骤，也适用于碱溶液对晶体硅片上表面实施单面抛光的碱溶液抛光工艺步骤，还适用于碱溶液对晶体硅片上表面完成其它工艺步骤，例如碱溶液清洗工艺步骤等。
[0010]为实现上述目的，本专利技术公开了一种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，确保该碱溶液仅对晶体硅片的上表面实施碱溶液腐蚀反应。
[0011]更具体地说，本专利技术的一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片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。在本专利技术的碱腐蚀反应单元内，该晶体硅片在传输带上被水平传输。晶体硅片在被水平传输过程中，晶体硅片和在晶体硅片上表面的碱溶液被加热到指定的反应温度，使在晶体硅片上表面的碱溶液与晶体硅片上表面发生碱腐蚀反应，并保持该反应温度至该晶体硅片被传输离开该本专利技术的碱腐蚀反应单元，完成本专利技术的采用碱溶液腐蚀晶体硅片上表面的工艺步骤。
[0012]本专利技术的一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法和设备优点之一是使用碱溶液达到对晶体硅片的上表面实施碱腐蚀反应的目的，或者说，使用碱溶液达到对晶体硅片的其中一个表面实施碱腐蚀反应的目的。因此，本专利技术的一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法和设备可以替代目前在太阳能电池行业普遍使用的混酸背刻蚀的方法，即采用碱溶液替代混酸溶液来实施背刻蚀工艺，从而避免了由混酸腐蚀溶液所引起的废水处理问题。
[0013]本专利技术的一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法和设备还具有一个非常独特的优点，即具有自停止腐蚀反应（self-stop etch）的特点。也就是说，可以通过控制在晶体硅片上表面上碱溶液的量和浓度，即在晶体硅片上表面上的碱溶液膜的厚度和浓度来控制反应进程。具体地说，当涂布在晶体硅片上表面上的碱溶液被碱腐蚀反应消耗完毕后，碱溶液腐蚀反应自动停止。
[0014]本专利技术的一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法和设备另一个优点是可以适用于各种工艺目的碱溶液腐蚀晶体硅片。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备绒面工艺，或者碱溶液腐蚀清洗工艺。
附图说明
[0015]图1.本专利技术的碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法和碱腐蚀反应单元实施例之一示意图。
[0016]图2.本专利技术的碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的设备实施例之一示意图。
[0017]图3.本专利技术的碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片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]参照附图1，可以对本专利技术的一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法做进一步详细地说明。本专利技术所公开的一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法的特征是：晶体硅片10在碱腐蚀反应单元130内被传输带40水平传输；晶体硅片10的上表面有碱溶液20；晶体硅片10和碱溶液20在碱腐蚀反应单元130内被加热器50，或加热器60，或加热器50和60，或在该碱腐蚀反应单元130内的其它加热器，加热到反应温度并保持所述的反应温度，使碱溶液20与晶体硅片10上表面发生碱腐蚀反应；所述的碱腐蚀反应在晶体硅片10被传输带40传输出所述的碱腐蚀反应单元130后结束。因此，本专利技术的一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片的方法所述的碱腐蚀单元130的特征是碱溶液20在碱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法，其特征在于，晶体硅片10在碱腐蚀反应单元130内被传输带40水平传输；所述的晶体硅片10的上表面有碱溶液20；所述的晶体硅片10和所述的碱溶液20在碱腐蚀反应单元130内被加热后晶体硅片10上表面与碱溶液20发生碱腐蚀反应。2.根据权利要求1所述的一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法，其特征在于，所述碱溶液20可以在晶体硅片10在被传输进入碱腐蚀反应单元130之前被涂布在晶体硅片10的上表面；或者，所述碱溶液20可以在晶体硅片10在被传输进入碱腐蚀反应单元130内被涂布在晶体硅片10上表面；进一步，在所述的碱腐蚀反应单元130内，晶体硅片10上表面可以被多次涂布碱溶液20。3.根据权利要求1或2所述的一种碱溶液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是氢氧化钠溶液，或者是氢氧化钾溶液，或者是四甲基氢氧化铵溶液；所述的碱溶液20的浓度在0.5%～40%质量比之间；所述的碱溶液20在被涂布到晶体硅片10上表面前的温度范围在室温到120度之间；所述的碱溶液20腐蚀晶体硅片上表面的反应温度在40～110度之间；所述的碱溶液腐蚀晶体硅片上表面的反应时间为10秒～5分钟。4.根据权利要求1所述的一种碱溶液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。5.根据权利要求1，2或4所述的一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片上表面的方法，其特征在于，在所述的碱溶液20中含有添加剂，或者在所述的晶体硅片10的上表面有添加剂；在所述的晶体硅片10的下表面涂有特殊功能的化合物。6.一种碱溶液水平连续腐蚀晶体硅片上表面的设备，其特征在于，所述的设备至少包括一个碱腐蚀反应单元130；所述的碱腐蚀反应单元130的工作温度为40到200度；在所述的碱腐蚀反应单元130内，晶体硅片10的上表面上有碱溶液20，所述的晶体硅片10的上表面与所述的碱溶液20发生碱腐蚀反应；所述的碱腐...

【专利技术属性】
技术研发人员：季静佳，毛淑刚，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：