一种单晶硅片制绒剂及制绒方法技术

本发明专利技术公开了一种单晶硅片制绒剂及制绒方法，属于单晶硅片制绒技术领域，可用于单晶硅片表面正金字塔和倒金字塔绒面制备。本发明专利技术公开单晶硅片制绒剂中不含氢氧化钠等碱溶液，不含银、铜等贵金属。利用本发明专利技术公开的制绒剂及制绒方法可以在单晶硅片表面腐蚀制备表面均匀光滑、尺寸可调的正金字塔和倒金字塔绒面结构，同时具有较低的光反射率。同时具有较低的光反射率。同时具有较低的光反射率。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶硅片制绒剂及制绒方法


[0001]本专利技术属于单晶硅片制绒
，具体涉及一种单晶硅片制绒剂及制绒方法。

技术介绍

[0002]单晶硅片表面制绒是单晶硅太阳能电池制备中极为重要的一步，在很大程度上影响着成品太阳能电池的光电转化效率。湿法腐蚀技术简单易行、易于大规模生产，是目前主流的单晶硅片表面制绒方法。目前产业化单晶硅片制绒溶液主要依赖氢氧化钠、氢氧化钾[参见：中国专利CN201310562781.9]或四甲基氢氧化铵[参见：中国专利ZL200410017032.9]等碱性腐蚀溶液在单晶硅片表面腐蚀制备正金字塔绒面。近年来利用银、金、铂，铜等贵金属作为催化剂，利用含有氧化剂的氢氟酸溶液对单晶或多晶硅中进行腐蚀，制备硅纳米线、多孔硅等绒面结构[参见：中国专利ZL 02104179.2；中国专ZL 200510011753.3；K.Q.Peng,A.J.Lu,R.Q.Zhang,S.T.Lee,Motility of metal nanoparticles in silicon and induced anisotropic silicon etching.Adv.Funct.Mater.,2008,18,3026]。中科院物理所研究人员采用含有硝酸铜和双氧水的氢氟酸溶液在单晶硅表面腐蚀制备倒金字塔绒面[参见：Y.Wang,L.X.Yang,Y.P.Liu,Z.X.Mei,W.Chen,J.Q.Li,H.L.Liang,A.Kuznetsov,X.L.Du,Maskless inverted pyramid texturization of silicon.Sci.Rep.,2015,5,10843]。北京师范大学研究人员利用含有可溶性铜盐的氢氟酸腐蚀溶液在单晶硅片表面腐蚀制备正金字塔绒面[参见：中国专利ZL 201710127031.7]。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种单晶硅片制绒剂及制绒方法，本专利技术利用无机溴活化硅表面并诱导氢氟酸对单晶硅表面进行持续腐蚀，进而在单晶硅表面刻蚀制备正金字塔和倒金字塔绒面结构，该技术简单易行，成本低廉，与传统的制绒工艺相兼容，适用于工业化生产。其所制备正金字塔和倒金字塔绒面结构具有优越的光吸收性能，并且由于溶液体系中没有金属离子，所以不会有相应的金属沾污及少子寿命缩短等问题，也没有后续的残留金属去除等工艺流程，因此本方法操作简单、制备的绒面光电转化效率高，故在太阳能电池制绒等领域具有广泛的应用前景。
[0004]本专利技术提供一种单晶硅片制绒剂，包括如下各组分：氢氟酸，溴和去离子水。利用氢氟酸和溴混合水溶液可以在单晶硅片表面腐蚀制备正金字塔绒面。所述方法按照如下步骤进行：将氢氟酸和溴加入去离子水中，混合均匀配制成制绒剂，将清洗干净的单晶硅片浸入到制绒剂中进行腐蚀，腐蚀时间为10
‑
60分钟，腐蚀温度为25
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60℃，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。上述步骤中的氢氟酸浓度为0.5
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20.0mol/L，溴浓度为0.5
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5.0mol/L。
[0005]根据本专利技术的第二个方面，利用氢氟酸、溴和过氧化氢(或硝酸)混合水溶液可以在单晶硅片表面腐蚀制备倒金字塔绒面。所述方法按照如下步骤进行：将氢氟酸、溴和过氧
化氢(或硝酸)加入去离子水中，混合均匀配制成制绒剂，将清洗干净的单晶硅片浸入到制绒剂中进行腐蚀，腐蚀时间为10
‑
60分钟，腐蚀温度为25
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60℃，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。上述步骤中的氢氟酸浓度为0.5
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20.0mol/L，溴浓度为0.5
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5.0mol/L，过氧化氢浓度为0.02
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2.0mol/L，硝酸浓度为0.02
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3.0mol/L。
附图说明
[0006]图1是本专利技术实施例1单晶硅片腐蚀后表面形成的正金字塔绒面形貌图
[0007]图2是本专利技术实施例2单晶硅片腐蚀后表面形成的倒金字塔绒面形貌图
具体实施方式
[0008]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。
[0009]实施例1
[0010]将清洗干净的单晶硅片浸入3.0mol/L氢氟酸和1.0mol/L溴混合水溶液中50℃下反应30分钟，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。
[0011]观察腐蚀后单晶硅片表面形貌，如图1所示，可以发现硅片表面有大面积正金字塔结构。
[0012]实施例2
[0013]将清洗干净的单晶硅片浸入5.0mol/L氢氟酸、1.0mol/L溴和0.05mol/L过氧化氢混合水溶液中50℃下反应60分钟，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。
[0014]观察腐蚀后单晶硅片表面形貌，如图2所示，可以发现硅片表面有大面积倒金字塔结构。
[0015]实施例3
[0016]将清洗干净的单晶硅片浸入5.0mol/L氢氟酸和1.0mol/L溴混合水溶液中50℃下反应30分钟，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。
[0017]实施例4
[0018]将清洗干净的单晶硅片浸入5.0mol/L氢氟酸和2.0mol/L溴混合水溶液中50℃下反应30分钟，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。
[0019]实施例5
[0020]将清洗干净的单晶硅片浸入5.0mol/L氢氟酸、1.0mol/L溴和0.08mol/L过氧化氢混合水溶液中50℃下反应60分钟，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。
[0021]实施例6
[0022]将清洗干净的单晶硅片浸入3.0mol/L氢氟酸、1.0mol/L溴和0.1mol/L过氧化氢混合水溶液中50℃下反应40分钟，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。
[0023]实施例7
[0024]将清洗干净的单晶硅片浸入3.0mol/L氢氟酸、1.0mol/L溴和0.1mol/L硝酸混合水溶液中30℃下反应50分钟，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。
[0025]实施例8
[0026]将清洗干净的单晶硅片浸入5.0mol/L氢氟酸、1.0mol/L溴和0.1mol/L硝酸混合水溶液中50℃下反应60分钟，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。
[0027]实施例9
[0028]将清洗干净的单晶硅片浸入10.0mol/L氢氟酸、4.0mol/L溴和0.2mol/L硝酸混合水溶液中50℃下反应60分钟，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。
[0029]实施例10
[0030]将清洗干净的单晶硅片浸入10.0mol/L氢氟酸和0.5mol/L溴混合水溶液中50℃下反应60分钟，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。
[0031]实施例11<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶硅片制绒剂及制绒方法，其特征在于，制绒剂包括如下各组分：氢氟酸，溴和去离子水。2.一种单晶硅片制绒剂及制绒方法，其特征在于，利用权利要求1所述的制绒剂可以在单晶硅片表面腐蚀制备正金字塔绒面。3.根据权利要求2所述的制绒剂在单晶硅片表面腐蚀制备正金字塔绒面，其特征在于，所述方法按照如下步骤进行：将氢氟酸和溴加入去离子水中，混合均匀配制成制绒剂，将清洗干净的单晶硅片浸入到制绒剂中进行腐蚀，腐蚀时间为10
‑
60分钟，腐蚀温度为25
‑
60℃，然后用去离子水清洗腐蚀后的单晶硅片，随后烘干。4.根据权利要求3所述的制绒剂在单晶硅片表面腐蚀制备正金字塔绒面，所述步骤中的氢氟酸浓度为0.5
‑
20.0mol/L，溴浓度为0.5
‑
5.0mol/L。5.根据权利要求1所述的一种单晶硅片制绒剂及制绒方法，其特征在于，所述制绒剂中可以加入硝酸或过氧化氢。6.一种单晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭奎庆，王江，白冰，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：