[发明专利]一种单晶硅片的清洗及制绒方法

说明书

本发明属于太阳能电池单晶硅片的制绒领域，具体涉及一种单晶硅片的清洗及制绒方法。清洗方法包括：1)将切割好的单晶硅片在氨水溶液中浸泡清洗，且在清洗的过程中不对单晶硅片造成刻蚀；2)将经过步骤1)处理后的单晶硅片在硝酸和氟化氢的混合酸液中浸泡清洗，并在单晶硅片表面形成10‑15μm的刻蚀量，形成光滑的单晶硅片表面；3)将经过步骤2)处理后的单晶硅片在双氧水和氢氧化钾/氢氧化钠的混合液中进行清洗，在单晶硅片表面形成8‑13μm的刻蚀量。采用本发明所述的清洗方法后对单晶硅片进行制绒，可形成凹凸程度更明显的绒面结构，减少单晶硅片表面绒面反射率，可进一步提高太阳能电池的效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池单晶硅片的制绒领域，具体涉及一种单晶硅片的清洗及制绒方法。

背景技术

太阳能电池片制造工艺主要为硅片的切割→预清洗→制绒→扩散→刻蚀→去磷硅玻璃→镀减反射膜→印刷→烧结→测试等。

太阳能电池的硅片经过线切割机的切割加工后，其表面已受到严重沾污，要达到太阳能发电的工业应用标准，就必须经过严格的清洗工序。由于切割带来的严重污染，其表面的清洗工序也必然需要比较复杂和精细的工艺流程。

清洗的目的就是去除硅片表面的机械损伤层，清除表面油污和金属杂质。在切片过程中会在硅片表面产生损伤层，损伤层去除不足，会导致残余缺陷、残余缺陷在后续高温处理过程中向材料深处继续延伸，这些都会增加硅片的表面复合速率，严重影响电池片的效率。若清洗过度，会导致硅片的厚度过薄，也会影响后续的制绒操作和电池的效率。

现有技术中单晶硅片主要以盐酸、氢氟酸、硝酸、氢氧化钾、氢氧化钠、去离子中一种或者几种混合介质进行多次表面清洗，然后主要以氢氧化钾、化学辅助剂的混合溶液为基础，并且结合混酸清洗工艺在单晶硅表面形成分布均匀的金字塔结构。目前的技术中，清洗过程繁琐，而且在制绒过程中形成的金字塔结构反射率较大，不利于太阳能电池效率的提高。

发明内容

针对现有的单晶硅片制绒过程中存在的问题，本发明提供一种工艺简单且有利于形成低反射率的绒面结构的清洗和制绒方法，本发明所述的清洗方法包括如下步骤：

1)将切割好的单晶硅片在氨水溶液中浸泡清洗，且在清洗的过程中不对单晶硅片造成刻蚀；

2)将经过步骤1)处理后的单晶硅片在硝酸和氟化氢的混合酸液中浸泡清洗，并在单晶硅片表面形成10-15μm的刻蚀量，形成光滑的单晶硅片表面；

3)将经过步骤2)处理后的单晶硅片在双氧水和氢氧化钾/氢氧化钾的混合液中进行清洗，在单晶硅片表面形成8-13μm的刻蚀量，同时在单晶硅片表面形成稀疏的硅原子层。

本发明所述的清洗方法，通过氨水浸泡可去除有机物、可溶性金属和金属盐，并且该过程中保证不对硅片造成刻蚀；既可有效地实现对硅片表面的清洗，还不会对硅片表面造成刻蚀而导致硅片整体厚度的变小。通过酸溶液处理，既可进一步去除杂质，还可在单晶硅片表面形成一定的刻蚀量，将硅片表面的划痕去除，有利于形成光滑的单晶硅片表面。通过上述两步处理，再对硅片进行双氧水和氢氧化钾的混合液处理，可在单晶硅片表面形成硅原子稀疏层。在后续制绒时更利于形成凹凸程度更明显的绒面结构，有利于减少绒面对太阳光的反应，提高对光的吸收。而且，本发明所述清洗方法步骤简单明了，有利于进行大规模的推广应用。

优选的，所述氨水溶液中氨水的质量百分数为25～28％。

优选的，步骤1)清洗的时间为3～5min；采用上述浓度的氨水溶液在上述时间下进行处理，既可完成对表面有机物、可溶性金属和金属盐等的充分去除，还不会因清洗时间过长反应过度而导致硅片不恰当的刻蚀，保证后续加工的理想进行，且上述时间与清洗槽运行所需的时间相吻合。

优选的，所述硝酸和氟化氢的混合酸液中，硝酸的体积百分比为5％-8％，氟化氢的体积百分比为5％-10％；在上述浓度下，更有利于清洗液与单晶硅片的反应。