[发明专利]一种基于金刚线切割的单晶硅片的湿法制绒方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池制绒领域，具体涉及一种基于金刚线切割的单晶硅片的湿法制绒方法。

背景技术

目前光伏行业的硅片切割都是采用工艺比较成熟的碳化硅砂浆多线切割，最近国际上开发了一种新型的硅片切割方式-金刚线切割。相比普通的砂浆切割方式，这种新型的切割方式优点比较明显：首先，在单位时间内金刚线切割出来的硅片数量要比普通的多2-3倍，普通砂浆切割一次需要8-9h，而金刚线切割仅需约4h，此外进行下一次切割前的清洗比较容易且快速；第二，新型的切割方式对环境的影响也比较小，采用的是水基冷却液，没有碳化硅等砂浆溶液，硅片切割过程中浪费的硅料回收也比较容易。这种新的切割方式不仅节省大量的时间，而且由回收带来的生产成本也下降。鉴于以上提到的优点，金刚线切割将来必将慢慢代替目前普通的砂浆切割。

较常规的单晶硅制绒技术，是先使用清洗液去除硅片表面的污染物，然后在85℃左右把硅片浸入高浓度的碱溶液(～15％左右)中，腐蚀10min左右，去除硅片表面的机械损伤层，然后将去除机械损伤层后的硅片在85℃左右浸入低浓度(～2％)的碱溶液和异丙醇(IPA)的混合溶液中反应20min左右，去除离子就能在硅片表面制备出一层金字塔状的绒面。

公告号为CN101818348A的发明专利公开了一种利用一步法制备单晶硅太阳能电池绒面的方法，将单晶硅片置入以体积百分比计，由15-20％的NaClO、10-15％的异丙醇和余量水组成的混合溶液中，在80-85℃条件下浸泡腐蚀10-30min，在单晶硅表面形成绒面，该方法减少了工艺步骤，降低了制作成本，但是由于金刚线切割的单晶硅片表面的特殊性能，直接将金刚线切割的单晶硅片用于该方法中，不能达到相应的工艺要求。

切割硅片的机理不一样，金刚线切割硅片之后，在硅片表面上所产生的损伤层的厚度和缺陷都不同，导致了目前单晶硅片的制绒工艺不再适用，使得该新型切片工艺不能大规模应用。例如对金刚线切割的对角线长为156cm的硅片来讲，采用普通砂浆切割的硅片制绒工艺后，硅片的减薄量为0.2-0.4g，远小于正常的减薄量0.55-0.75g，即损伤层去除不够，并且硅片表面不平整，有很明显的平行条痕等，有的地方能形成金字塔结构，有的地方却不能形成金字塔结构，形成的金字塔结构大小也不均匀，反射率偏高，导致太阳电池片的效率下降；若采用两次制绒，虽然硅片的减薄量和绒面均匀性基本上能达到要求但消耗的制绒溶液量提高，并且时间成本明显增加。

所以采用金刚线切割在工业生产中会面临新的问题，即现有的制绒工艺适应不了金刚线切割的单晶硅片的速度，不能及时消化金刚线切割的单晶硅片，造成单晶硅片的积累，不利于企业成本的控制。由于目前金刚线切割还不是主流的切割工艺，如果专门针对金刚线切割的硅片制定一套制绒工艺，势必会造成工业成本的增加和资源的浪费。

如果能发明一种既不增加整个制绒时间，又能在几乎不增加成本的情况下得到优良的绒面，最好还能与普通砂浆切割硅片的制绒工艺较好的匹配的制绒方法，这将大大的提高企业的产量和利益。

发明内容

本发明提供了一种基于金刚线切割的单晶硅片的湿法制绒方法，将金刚线切割的单晶硅片应用于现有的制绒工艺中进行制绒处理，处理后的单晶硅表面的绒面结构大小合适，分布均匀，且不增加制绒的时间和成本。

一种基于金刚线切割的单晶硅片的湿法制绒方法，包括：

(1)将所述的单晶硅片清洗、晾干，于60-80℃条件下在混合溶液中浸泡腐蚀20-400s，得预处理后的单晶硅片，所述的混合溶液由NaOH、异丙醇和去离子水组成，其中NaOH、异丙醇和去离子水的重量比为10-20∶0.8-12∶100-200；

(2)将所述的预处理后的单晶硅片清洗后进行湿法制绒。

金刚线切割的的单晶硅片的表面损伤层的厚度和缺陷与常规工艺切割的单晶硅片不同，不能直接适用于常规的制绒工艺，专门针对金刚线切割的单晶硅片重新设计新的制绒工艺，势必增加企业的制作成本，因此当需要对金刚线切割的单晶硅片进行制绒时，本发明在常规的制绒工艺流程前端新增一个预处理槽，步骤(1)中所述的预处理步骤在该预处理槽内进行，无需对现有的工艺流程和设备进行专门的改进，且该预处理过程可以在后续制绒工艺的等待时间内完成，不增加整个制绒的时间，撤掉该预处理槽和与处理过程，即可以处理常规切割方法如碳化硅砂浆多线切割的单晶硅片。