[发明专利]一种在晶体硅表面制备绒面的方法

说明书

本发明公开了一种在晶体硅片表面制备绒面的方法，该方法的特征是在晶体硅片表面生成一层化学转化膜（Chemical Conversion Coating），利用该化学转化膜在生长过程中的不均匀性和不连续性，对晶体硅片的局部表面实施化学腐蚀，达到在晶体硅片表面制备绒面的目的。

技术领域

本发明是有关晶体硅片表面的处理方法，特别是有关在晶体硅片表面制备绒面的方法。本发明的在晶体硅片表面制备绒面的方法具有生产方法简单，产品优良率高和生产成本低等优点。

背景技术

晶体硅片是生产晶体硅太阳能电池的主要原料之一。最常用的晶体硅片有单晶硅片，多晶硅片和准单晶硅片。在这3种硅片中，多晶硅片的生产成本最低，因此以多晶硅片为原料所生产的太阳能电池的成本也最低。依靠成本低的优势，由多晶硅片生产的太阳能电池占所有晶体硅太阳能电池中的大多数。

多晶硅片是切割多晶硅锭而成的。传统的切片工艺是采用砂浆切片技术，即利用移动的钢丝带动砂浆，使砂浆与多晶硅锭摩擦后达到切片目的。而砂浆切片技术存在硅耗高，效率低，和废砂浆排放污染大等缺点。相比之下，近年来新开发的金刚线切片技术具有硅耗低，切片效率高，以及无废砂浆排行污染等优点。尽管金刚线切片技术相对比于砂浆切片技术有很多优点，目前金刚线切片技术还没有在生产多晶硅片电池上得到广泛的应用。其主要原因是金刚线切片技术所生产的多晶硅片的表面比较光滑，采用传统的多晶硅酸腐制绒技术不能在金刚线切片的多晶硅片上产生理想的绒面，导致用金刚线切片的多晶硅片所生产的晶体硅太阳能电池的反射率偏高和色差偏高等问题，最终降低了多晶硅太阳能电池组件质量。

为了解决在金刚线切片的多晶硅片表面制备绒面的问题，专利CN101805929公开了一种利用掩膜对多晶硅表面实施局部酸腐的方法。该方法采用超声波雾化工艺或静电喷涂工艺在多晶硅片表面覆盖一层不连续的塑料颗粒膜，然后把该涂有不连续的塑料颗粒膜的硅片置于酸溶液或碱溶液中进行腐蚀。这样，被掩膜覆盖的硅片面积在碱或酸溶液中不被腐蚀，而没有被掩膜覆盖的多晶硅片面积被腐蚀，从而达到在多晶硅片表面形成绒面的效果。受制于喷涂工艺限制，该方法所产生的平均绒面尺寸在10微米以上，不适合用于太阳能电池的生产。

专利CN105576080公开了一种在多晶硅片表面实施金属诱导腐蚀制备绒面的技术。金属诱导腐蚀可以在多晶硅片表面产生小于1微米的孔，生成所谓的“黑硅”表面，大大降低多晶硅片表面的反射率。但是，金属诱导的制绒方法至少存在二个问题，一是吸附在硅片表面的金属很难被清洗干净，最终影响太阳能电池的转换效率；另外一个问题是金属诱导腐蚀方法会产生大量的含有重金属物废水，造成环境污染。这二大问题阻碍了金属诱导腐蚀反应的制绒方法在金刚线切片多晶硅片表面制绒的大规模生产应用。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明的技术方案提供一种新颖的晶体硅片的制绒方法。

本发明的目的之一是，寻求一种在金刚线切片的多晶硅片表面的制绒方法，该制绒方法能降低金刚线切片多晶硅片表面的反射率和晶粒之间的色差。

本发明的另一个目的是，寻求一种在金刚线切片的多晶硅片表面的制绒方法，该方法还具有制绒工艺简单和所产生的污染小的优点，以适应大规模生产的要求。

本发明的进一步目的是，借助于以上二项技术的开发，发明一种在晶体硅片表面制备绒面的方法，该制绒方法可以适用于各种类型的晶体硅片，例如，即适用在采用各种切片技术切割而成的晶体硅片表面制备绒面，还适用于采用直接硅片技术而生产的晶体硅片表面制备绒面，为大规模生产太阳能电池提供方便和降低成本。

为实现上述目的，本发明公开了一种在晶体硅片表面制备绒面的方法，该方法的特征是在晶体硅片表面生成一层化学转化膜（Chemical Conversion Coating），利用该化学转化膜在生长过程中的不均匀性和不连续性，对晶体硅片的局部表面实施化学腐蚀，达到在晶体硅片表面制备绒面的目的。