[发明专利]金属诱导催化反应液及其制备方法、以及应用

说明书

技术领域

本发明涉及光伏领域，特别是涉及一种金属诱导催化反应液及其制备方法、以及应用。

背景技术

在光伏切片领域中，传统的砂浆切片方法使用了切割液和碳化硅，切割完成后，大量废砂浆需要在线或离线处理，这给环境带来了很大压力。而随着光伏切片技术的发展，新型的金刚线切片方法不使用砂浆，只需要含水90％以上的冷却液和固结金刚石线(树脂金刚线)即可，不仅切割速度快，生产效率高，而且环保压力小，已成为新型切片技术的主流方向，并被应用于硅片切割的大规模生产中。

然而，新型金刚线切割与传统砂浆切割所得到的硅片形貌不同，二者形貌分别如图1(a)和图1(b)所示，前者表面有多条切割线纹，表面损伤层较浅，这导致传统的酸制绒方法不能在金刚线切割多晶硅片表面上形成有效绒面，给电池厂商的制绒工序带来了很大困难。为此，研究者开发了各种针对金刚线切多晶硅片的制绒方法，包括反应离子刻蚀法(Reactive Ion Etching)、飞秒激光法(Femtosecond Laser Method)等，它们均属于干法刻蚀(Dry Etching)体系，对生产设备及方法条件要求非常苛刻，制造成本昂贵，并且刻蚀面积有限，不利于大规模工业化应用。而金属诱导法，属于湿法刻蚀(Wet Etching)体系，其绒面效果好，制造成本较低，反应条件易实现，已成为实现工业化批量生产多晶硅片黑硅绒面的重要方法。该种方法得到的黑硅绒面，外观较黑，孔径合适，反射率低，适用于后道电池的制作，并能够促进电池效率的提高。

然而，在金属诱导湿法刻蚀体系中，金属诱导湿法刻蚀的一般步骤为先将线切割的硅片进行预处理，随后进行金属粒子的沉积和刻蚀。在上述过程中，金属粒子的分散是一个非常关键的步骤。如果不能很好的控制金属粒子的分散，则在刻蚀过程中金属粒子会非常容易团聚，如图2中所示。而金属粒子的团聚 会加速金属粒子的消耗，并且导致硅片刻蚀的均匀性下降，对绒面产生不利的影响。

发明内容

基于此，有必要针对传统的金属诱导湿法刻蚀体系中金属粒子容易团聚的问题，提供一种使金属粒子不容易团聚的金属诱导催化反应液。

一种金属诱导催化反应液，由按照体积份数的如下各组分组成：

所述酸性清洗剂选自氢氟酸和双氧水的混合溶液。

上述金属诱导催化反应液中包括酸性清洗剂、非离子表面活性剂、金属源以及去离子水。其中，酸性清洗剂选自氢氟酸和双氧水的混合溶液。金属源能够提供金属粒子。而非离子表面活性剂起到润滑分散金属粒子的作用。将预处理之后的硅片放入本发明提供的这种金属诱导催化反应液中进行金属粒子沉积，在金属诱导催化反应液的上述各组分的配合作用下，金属粒子能够均匀沉积在预处理之后的硅片上，不容易团聚。

在其中一个实施例中，由按照体积份数的如下各组分组成：

在其中一个实施例中，所述氢氟酸和所述双氧水的体积比为3:1～1:10。

在其中一个实施例中，所述非离子表面活性剂选自乙醇、乙二醇、聚乙二醇、吐温-60、吐温-80、辛基酚聚氧乙烯醚-10和壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述金属源选自氯金酸、氯铂酸、硝酸银和硝酸铜 中的一种。

在其中一个实施例中，所述去离子水的电导率小于0.5μS/cm。

还提供一种金属诱导催化反应液的制备方法，包括如下步骤：

将金属源加入去离子水中，混匀之后得到金属源的水溶液；

将酸性清洗剂和非离子表面活性剂混匀，冷却至5℃～15℃，之后逐滴加入所述金属源的水溶液，混匀之后得到金属诱导催化反应液；

所述酸性清洗剂选自氢氟酸和双氧水的混合溶液。

上述金属诱导催化反应液的制备方法制备得到金属诱导催化反应液，其中包括酸性清洗剂、非离子表面活性剂、金属源以及去离子水。其中，酸性清洗剂选自氢氟酸和双氧水的混合溶液。金属源能够提供金属粒子。而非离子表面活性剂起到润滑分散金属粒子的作用。将预处理之后的硅片放入本发明提供的这种金属诱导催化反应液中进行金属粒子沉积，在金属诱导催化反应液的上述各组分的配合作用下，金属粒子能够均匀沉积在预处理之后的硅片上，不容易团聚。

此外，还提供一种金刚线切割多晶硅片的黑硅刻蚀方法，包括如下步骤：

对金刚线切割后的多晶硅片进行预处理以除去损伤层，得到预处理后的多晶硅片；

将所述预处理后的多晶硅片放入权利要求1所述的金属诱导催化反应液中，维持15s～90s之后取出，得到金属粒子沉积后的多晶硅片；