[发明专利]一种太阳能电池片制绒用腐蚀槽的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及改变半导体材料的表面物理特性或形状的方法技术领域。

背景技术

制绒工艺的稳定对电池片的效率、质量等影响很大，在设备排风、药液配比及补液量等工艺系数设置合理的情况下，腐蚀槽的温度波动对腐蚀量及绒面效果影响很大，从而造成电池片效率和质量的波动。制绒工艺就是利用硅片的损伤层，通过硝酸（HNO3)与氢氟酸（HF）的混合溶液对硅片表面进行制绒。在硅片表面形成高低不平的表面及大量的孔洞，增加电池片表面的受光面积，降低反射率，从而提高太阳电池的转换效率。

从图1中可以看出，不同起始腐蚀温度，硅片的反应速度相差很大，反应温度越高反应速率越快。由于反应时的温度不是固定不变的，即使再先进的制冷机也难使反应温度固定在某一个值，如果将温度对腐蚀量的影响，与反应速率分别进行对比，可以发现反应速率与温度成正比，即在生产过程中，温度升高或降低的同时降低或提高反应时间，可以实现稳定制绒工艺的目的。

在生产过程中，硅片与腐蚀槽内部的药液进行化学反应，会不断的产生热量，通常腐蚀槽都会连接一台制冷机，通过制冷机保持腐蚀槽的温度，当工艺稳定后，每小时需进行一次腐蚀量的测量，一般通过调整温度、腐蚀时间（即调整传输速度），将硅片的单面腐蚀深度为3.6-4.0微米。目前设备供应商提供的设备，控制腐蚀槽温度的制冷机，主要采用复杂的控制电路，将温度波动范围控制在±0.5℃，这种制冷机制造成本高，需要经常手动微调温度设定值或偏差值，维护费用高，维修困难，且工艺仍有较小波动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能电池片制绒用腐蚀槽的控制方法，所述方法对腐蚀槽进行控制，使腐蚀槽滚轮运动的速度实时受到腐蚀槽实际温度的控制，从而达到工艺稳定的目的，提高了电池片的质量和光电转换效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种太阳能电池片制绒用腐蚀槽的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）设定腐蚀槽的温度为X摄氏度；

（2）采集当前腐蚀槽的实际温度为Y摄氏度；

（3）根据不同的腐蚀液设定一个系数α；

（4）设定腐蚀槽滚轮运动的初始速度为V₁米/分钟；

（5）控制腐蚀槽滚轮运动的实际速度为V₂米/分钟，V₂= V₁+α(Y-X)。

优选的，所述实际温度Y通过温度传感器进行采集。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：在控制系统中设定腐蚀槽的温度，在电池片进行腐蚀的过程中，腐蚀槽内的温度会出现波动，控制系统通过温度传感器采集腐蚀槽内的实际温度，同时，控制系统内事先会根据不同的腐蚀液设定一个经验系数α和腐蚀槽滚轮运动的初始速度，然后控制系统根据腐蚀槽的温度变化实现对腐蚀槽滚轮实际速度的控制，腐蚀槽温度变化转换成滚轮速度的变化，从而达到改变腐蚀时间的目的。

通过使用所述方法，控制系统对制冷机的温度控制精度度要求降低，简单的国产制冷机也可满足工艺要求，因为控制电路简单，能够显著降低购置费用，并且制冷机选型范围更加宽泛，在使用过程中维护、维修更加简单、方便。本发明利用传感器检测到的实际温度与腐蚀槽的滚轮速度（即电池片在腐蚀槽内进行腐蚀的时间）进行计算，实现腐蚀槽的滚轮速度实时的受到实际温度的控制，从而达到工艺稳定的目的，进而提高了电池片的质量和光电转换效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是在同一种腐蚀溶液中不同温度下反应速率的示意图。

具体实施方式

制绒工艺主要包括三部分：（1）与HNO3和HF的混合液反应：在制绒过程中，首先是硝酸在损伤层与缺陷处将硅片氧化，形成氧化硅，然后氢氟酸与氧化硅反应生成硅的络合物（H2SiF6）和水，这样去损伤层与制绒同时进行，从而缩短了工艺流程。（2）与KOH溶液反应：制绒之后的硅片经过KOH溶液去除硅片表面的多孔硅，再经过DI水冲洗去掉表面残留的碱液。（3）与HCl和HF的混合液反应：利用HF与HCl的混合溶液除去硅片表面的各种金属离子等杂质，并用DI水冲洗酸性表面，最后用压缩空气将硅片表面吹干。 

首先，需要对原有的制绒控制系统的软件进行相关改造，在制绒控制系统的控制界面增加几个编辑框，分别显示腐蚀槽温度设定值、当前腐蚀槽的温度、系数α、腐蚀槽滚轮的初始设定速度以及腐蚀槽滚轮的实际速度，同时在腐蚀槽内增加温度传感器对腐蚀槽内的温度进行实时采集。