[发明专利]一种单晶硅制绒的方法

说明书

本发明涉及一种单晶硅制绒的方法，属于硅片制绒技术领域。本发明首先以富含植物油和纤维成分的油茶籽为原料，压榨后蒸汽爆破处理，将蒸汽爆破产物和复合酶混合酶解，再将酶解产物依次经过酸处理、氧化处理和碱处理，最终制得自制添加剂，将自制添加剂加入到碱液腐蚀液中，在制绒槽中对单晶硅片进行表面制绒，最终得到绒面单晶硅，本发明提供的制绒方法制出的单晶硅绒面金字塔尺寸细小均一，光反射率低，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种单晶硅制绒的方法，属于硅片制绒技术领域。

背景技术

随着太阳能行业的不断发展，追求高效电池成为必然趋势。在单晶硅太阳能电池片生产过程中，表面织构是关键工序之一，可以减少太阳光在硅片表面的反射损失。但是单晶硅片为高表面能固体，表面能有减小的趋势，易被外界污染。表面污染物直接影响成品电池片的开路电压、短路电流及光电转换效率。硅片表面的污染主要是在切割过程中产生的有机杂质、金属污染、固体颗粒及氧化层等。通常所运用的NaOH、水和异丙醇（IPA）的混合制绒液，由于IPA挥发，制绒后硅片表面会出现腐蚀不均匀和量产过程难控制等问题。在晶体硅太阳能电池生产过程中，硅片表面织构化（制绒）在降低表面反射率方面起着重要作用，也是提高太阳能电池光电转化效率的有效手段之一。目前单晶硅片的制绒工艺多采用NaOH或KOH体系的碱性溶液的湿化学腐蚀工艺。该工艺采用的是浸没式，即硅片两面同时腐蚀，两面均形成绒面。但在最终的太阳能电池中，只有一个表面的制绒面起到作用，另一表面的制绒面没有任何用处，且该表面由于不平整，还会对铝背场的制备造成不利影响。另外，随着切片技术的不断提升，单晶硅片将会越切越薄，为降低薄片对现有工艺带来的不利影响以及为满足行业对成本控制的严格要求，处在工艺最前端的制绒工艺需尽量减少不必要的硅损耗，因此单面制绒将成为以后的发展趋势。

目前常用的单、多晶硅制绒制备方法分为两种：一是多晶链式酸制绒，另外是单晶槽式碱制绒。其中链式多晶制绒制备方法为上：料→刻蚀→碱洗→酸洗→下料。发明专利《一种多晶硅片的制绒方法》公布了公开了一种多晶硅片的制绒方法，先对多晶硅片进行酸腐蚀的方式制绒，在表面形成腐蚀坑；然后再对多晶硅片进行碱腐蚀的方式制绒，在酸腐蚀形成的凹坑中腐蚀出金字塔的形貌，不仅可以降低多晶电池片的反射率，还可以提高类单晶太阳电池电的性能参数和转换效率。发明专利《一种多晶硅制绒溶液及制绒方法》公开了一种多晶硅制绒溶液，包含硝酸、氢氟酸、去离子水、乙醇胺以及PVP，其溶液中各组分的质量百分比为：硝酸50％～65％；氢氟酸8％～18％；乙醇胺0.5％～2％；PVP0.02％～0.5％；去离子水16％～30％，一种多晶硅制绒溶液制绒方法在溶液中通过加入乙醇胺和聚乙烯吡咯烷酮，控制制绒反应的腐蚀速率和溶液的表面张力，大大提高了腐蚀坑的密度，腐蚀坑小而均勻，绒面反射率低，晶面与晶面之间的差别较小且背面抛光利于形成均匀的背场，有利于电池短路电流及开路电压的提升从而提高转换效率。

单晶槽式碱制绒制备方法为：上料→碱预洗→碱绒→酸洗→下料。其中多晶链式制绒产能高，能耗少；然而，单晶槽式制绒产能小，能耗高。由于单晶制绒具有高温且耗时长的特点，简单的链式浸没方式无法满足其工艺条件。发明专利《单晶硅片的制绒液及其制备方法》公开一种单晶硅片制绒液的添加剂，所述添加剂包含的成分为：四甘醇、氢氧化钠、去离子水，还公开一种制绒液的制备方法及单晶硅片的制绒方法，在对单晶硅片进行表面制绒时，将本发明的添加剂加入到碱性制绒液中，可以提高产品制绒效果。然而对于单、多晶槽式碱制绒很难以实现酸碱一体制绒，尤其还需要满足单多晶硅的链式酸碱一体制绒。

单晶硅片采用碱溶液可在表面腐蚀出金字塔结构，该过程被称为制绒。金字塔绒面的形成不仅会使硅片表面的反射率减小，还可在电池内部形成光陷阱，增加强入射光吸收效果，增大单晶硅太阳电池的转换效率。