[发明专利]基于金刚线切割的硅片的制绒方法、硅片制绒品及硅片制绒预处理液

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池制绒领域，尤其涉及一种基于金刚线切割的硅片制绒技术领域。

背景技术

金刚线切割技术，又称为固结磨料金刚石线锯切割，通常是以电镀或树脂固定的方法将金刚石颗粒固着在不锈钢丝表层的镍基合金层中制成的。在切割过程中，金刚石线锯高速运转，以一定的压力对硅材料直接进行磨削切割。相对于传统的砂浆多线切割技术，金刚线切割技术因具有切割效率高、切割加工成本低和环境清洁等优点，而有望成为光伏领域切割晶体硅等硬脆材料切片技术的未来发展方向。

当硅片经过金刚线切割后，硅片的表面会存在大量由塑性磨削切割形成的切割纹，而这些切割纹的存在会使得硅片表面的反射率较高，进而影响最终太阳能电池的转换效率。

于是，为了使金刚石切割技术能够得以大规模推广应用，人们开始研究寻找一种可克服上述缺陷的金刚石切割硅片的制绒方法。比如申请号为201110112185.1的中国专利申请通过调节HF-HNO₃体系及添加H₂SO₄或H₃PO₄来减缓反应速率在金刚线切割多晶硅片表面制绒。但是由于HF浓度很高，制绒表面会形成深腐蚀坑，导致表面不均匀，而影响电池的光电效率。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可以实现均匀制绒的基于金刚石切割硅片的制绒方法、硅片制绒品以及硅片制绒预处理液。

本发明提供一种基于金刚线切割的硅片的制绒方法，其包括如下步骤：

a将氢氟酸溶液、过氧化氢溶液、金属盐和添加剂混合得到预处理液，所述添加剂为异丙醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、正丙醇、乙二醇乙醚、二乙二醇中的至少一种；

b将金刚线切割的硅片置于所述预处理液中进行预处理；

c将经过预处理的硅片置于氢氟酸硝酸制绒液中进行制绒处理。

步骤a中所述添加剂的质量分数为60％～98％。

步骤a中所述氢氟酸溶液、过氧化氢溶液与添加剂的体积比为1～10:10～40:1～20，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的质量分数为40％～50％，所述过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为20％～55％。

步骤a中所述金属盐为硝酸铜、硝酸银、硝酸钯、氯化铜、氯金酸、氯铂酸、铬酸钾、硫酸镍中的至少一种，所述预处理液中金属盐的摩尔浓度为1μmol/L～10⁵μmol/L。

步骤b中所述预处理的时间为20秒～5分钟，预处理的温度为10℃～45℃。

步骤c中所述氢氟酸硝酸制绒液为氢氟酸溶液、硝酸溶液和水以1～5：5～10：5～15的体积比混合得到的混合物，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的质量浓度为40％～50％，所述硝酸溶液中硝酸的质量浓度为50％～70％。

步骤c中所述制绒处理的时间为30秒～3分钟，所述制绒处理的温度为5℃～15℃。

如本发明所述，如无特殊说明，上述化学品均指市售化学药品，所述质量分数，是指在未混合形成处理液前，各化学品溶液自身的质量百分比浓度。

本发明还提供一种基于金刚线切割的硅片制绒品，该硅片制绒品为将硅片采用上述制绒方法进行制绒处理得到。

本发明还提供一种基于金刚线切割的硅片制绒预处理液，其包括氢氟酸溶液、过氧化氢溶液、金属盐和添加剂，所述添加剂为异丙醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、正丙醇、乙二醇乙醚、二乙二醇中的至少一种。

其中所述氢氟酸溶液、过氧化氢溶液与添加剂的体积比为1～10:10～40:1～20，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的质量分数为40％～50％，所述过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为20％～55％。

相较于现有技术，本制备方法在对硅片制绒之前，先以氢氟酸溶液、过氧化氢溶液、硝酸银和添加剂为第一处理液对硅片进行预处理，由于采用添加剂，所述添加剂为醇类溶剂或醚类溶剂，该添加剂可降低硅片的表面张力,有利于绒面的快速均匀形成；并且其具有一定的挥发性，可在挥发的同时排除气泡，因而可辅助预处理过程中气泡的均匀释放，从而使预处理后的硅片的表面更均匀，有利于后续表面制绒而得到表面均匀的绒面。该方法所采用的制绒预处理步骤简单，一步即可实现，并且无需前序去除油污、灰尘及氧化层等的清洗处理步骤，工艺简单、成本低，适合工业化生产。通过该制绒方法得到的硅片制绒品的绒面均匀，表面反射率较低，陷光效果好，从而保证了得到的太阳能电池具有较高的转换效率。

附图说明

图1为实施例1预处理之前的金刚线切割的硅片的扫描电镜照片。