專利名稱：一種制作多晶硅絨面的方法及腐蝕液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備太陽能電池的多晶硅技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制作多晶硅絨面的方法以及腐蝕液。
背景技術(shù)：
太陽能光伏電池，簡稱為光伏電池，用于把太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能。與常規(guī)能源相比，光伏電池是一種可再生清潔能源，有利于環(huán)境保護(hù)，并且可以節(jié)省造價很貴的輸電線路，因此光伏電池具有廣闊的應(yīng)用前景。單晶硅片或多晶硅片是制備光伏電池的主要部件，當(dāng)太陽光照射在單晶硅片或多晶硅片上時，光能可以轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｌ柟庹丈湓诠杵砻嬉话阌?0%以上的反射光，為了提高光電轉(zhuǎn)換效率，需要增加硅片對太陽光的吸收效果，使反射率降至最小。目前，為了降低太陽光在硅片表面的反射率，需要對硅片進(jìn)行表面處理以在硅片表面形成細(xì)小而均勻的絨面結(jié)構(gòu)，絨面結(jié)構(gòu)可以吸收更多的太陽光，降低光的反射率，從而提高短路電流，最終達(dá)到提高光電轉(zhuǎn)換效率的效^ ο目前，單晶硅片絨面制備技術(shù)開發(fā)較早，已經(jīng)比較成熟。目前常用的技術(shù)是利用化學(xué)腐蝕技術(shù)制備單晶硅絨面，該技術(shù)是利用晶體硅的晶相在特定腐蝕液中被腐蝕速錄有所不同的特性在單據(jù)硅片上制備出金字塔型絨面。用于制備單晶硅絨面的腐蝕液一般為 NaOH、異丙醇和硅酸鈉的混合溶液。由于多晶硅具有與單晶硅完全不同的晶體結(jié)構(gòu)，因此用于制備單晶硅絨面的腐蝕液不能用于腐蝕多晶硅片。目前，用于制備多晶硅絨面的腐蝕液一般為HF-HNO3體系的腐蝕液，將多晶硅片放在該體系的腐蝕液中進(jìn)行腐蝕后，會在多晶硅片的表面形成凹凸不平的蟲狀絨面結(jié)構(gòu)，該蟲狀絨面結(jié)構(gòu)可以降低太陽光的反射率，使照射在硅片表面的光能更多的被吸收到硅片中去，從而可以提高光電轉(zhuǎn)換效率。現(xiàn)有技術(shù)中公開的HF-HNO3體系的腐蝕液一般由HF、HN03和亞硝酸鹽組成，該類腐蝕液穩(wěn)定性較差，在腐蝕過程中形成的蟲狀絨面結(jié)構(gòu)的長寬比較小，長寬比較小的蟲狀絨面結(jié)構(gòu)不能有效地降低光的發(fā)射作用，因此提高光電轉(zhuǎn)變效率的效果較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在于提供一種用于制備多晶硅絨面的腐蝕液，使用該腐蝕液制備的多晶硅絨面結(jié)構(gòu)可以降低對于太陽光的反射率，從而提高光電轉(zhuǎn)換效率。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于制備多晶硅絨面的腐蝕液，包括以下濃度的成分HF2摩爾/升 5摩爾/升；HNO35摩爾/升 15摩爾/升；亞硝酸鹽 0.2摩爾/升 1摩爾/升；H2SiF6 0. 1摩爾/升 0. 5摩爾/升；
余量水。優(yōu)選的，所述腐蝕液包括3. 1摩爾/升 4摩爾/升的HF。優(yōu)選的，所述腐蝕液包括6摩爾/升 10摩爾/升的ΗΝ03。優(yōu)選的，所述腐蝕液包括0. 3摩爾/升 0. 5摩爾/升的亞硝酸鹽優(yōu)選的，所述腐蝕液包括0. 15摩爾/升 0. 3摩爾/升的H2SiF6。本發(fā)明還提供一種制作太陽能多晶硅絨面的方法，包括將多晶硅在以上任意技術(shù)方案所述的腐蝕液中進(jìn)行腐蝕，腐蝕溫度為6°C 25°C，腐蝕時間為4分鐘 8分鐘。優(yōu)選的，所述腐蝕溫度為7°C 15°C。優(yōu)選的，所述腐蝕溫度為8°C 10°C。優(yōu)選的，所述腐蝕時間為5分鐘 6分鐘。優(yōu)選的，在將所述多晶硅在腐蝕液中進(jìn)行腐蝕之前還包括用超聲波清洗多晶硅。本發(fā)明在HF和HNO3中添加亞硝酸鹽和作為穩(wěn)定劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本發(fā)明提供的腐蝕液制備的多晶硅絨面結(jié)構(gòu)可以有效地降低對太陽光的反射率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的多晶硅絨面的放大500倍的SEM照片。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明提供一種用于制作多晶硅絨面的腐蝕液，以質(zhì)量濃度計，包括HF2摩爾/升 5摩爾/升；HNO35摩爾/升 15摩爾/升；亞硝酸鹽 0. 2摩爾/升 1摩爾/升；
H2SiF6 0. 1摩爾/升 0. 5摩爾/升；余量水。本發(fā)明提供的腐蝕液中，包括2摩爾/升 5摩爾/升的HF，優(yōu)選的，HF的濃度為2. 5摩爾/升 4. 5摩爾/升，更優(yōu)選為3摩爾/升 4摩爾/升，更優(yōu)選為3. 1摩爾/ 升 3. 4摩爾/升。本發(fā)明提供的腐蝕液中，還包括5摩爾/升 15摩爾/升的HNO3,優(yōu)選的，HNO3的濃度為6摩爾/升 12摩爾/升，更優(yōu)選為7摩爾/升 10摩爾/升，更優(yōu)選為7. 5摩爾/升 8. 5摩爾/升。按照本發(fā)明，所述腐蝕液中還包括0. 2摩爾/升 1摩爾/升的亞硝酸鹽，優(yōu)選的，亞硝酸鹽的濃度優(yōu)選為0. 3摩爾/升 0. 8摩爾/升，更優(yōu)選為0. 3摩爾/升 0. 5摩爾/升，更優(yōu)選為0. 35摩爾/升 0. 4摩爾/升。所述亞硝酸鹽的具體例子可以為NaN02、 KNO2^NH4NO2中的一種或多種，更優(yōu)選為NaNO2
本發(fā)明提供的腐蝕液中，還包括0. 1摩爾/升 0. 5摩爾/升的H2SiF6，優(yōu)選的， H2SiF6的濃度為0. 11摩爾/升 0. 4摩爾/升，更優(yōu)選為0. 2摩爾/升 0. 3摩爾/升， 更優(yōu)選為0. 25摩爾/升 0. 28摩爾/升。本發(fā)明提供的腐蝕液中，HF和HNO3作為強(qiáng)化劑，對多晶硅的表面進(jìn)行腐蝕，形成蟲狀結(jié)構(gòu)。亞硝酸鹽和為腐蝕液穩(wěn)定劑，在該兩種穩(wěn)定劑存在的條件下，可以保證腐蝕液的穩(wěn)定性，從而有利于制備表面質(zhì)量均勻的蟲狀結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明添加一定量的H2SiF6作為腐蝕液的穩(wěn)定劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的腐蝕液制備的多晶硅絨面可以明顯的降低太陽光的反射率。本發(fā)明提供的一種制作多晶硅絨面的方法的具體實(shí)施方式
包括將多晶硅在以上技術(shù)方案所述的腐蝕液中進(jìn)行腐蝕，腐蝕溫度為6°C 25°C，腐蝕時間為4分鐘 8分鐘。按照本發(fā)明，利用上述腐蝕液對多晶硅表面進(jìn)行腐蝕時，腐蝕溫度優(yōu)選為7°C 200C，更優(yōu)選為8°C 15°C。溫度過低時，反應(yīng)不能充分的進(jìn)行，從而影響絨面的表面質(zhì)量。 如果溫度過高，其中的有效成分容易揮發(fā)，腐蝕液的穩(wěn)定性較差。本發(fā)明優(yōu)選的腐蝕時間為 4分鐘 8分鐘，更優(yōu)選為5分鐘 7分鐘，更優(yōu)選為5分鐘 6分鐘。腐蝕時間過短時， 腐蝕效果較差；如果腐蝕時間過長，則可能會將其它的晶面腐蝕掉，從而影響絨面的表面質(zhì)
Mo按照本發(fā)明，在將多晶硅利用上述腐蝕液進(jìn)行腐蝕前，還包括清洗硅片的步驟，清洗硅片目的是去除油污，清洗硅片的方法可以用超聲波進(jìn)行清洗。去除硅片表面的油污后， 將硅片放在腐蝕液中進(jìn)行腐蝕處理，制備絨面。制備絨面后，用清洗液去除多晶硅絨面上的殘留物，清洗液可以為純凈水、丙酮、乙醇中的一種或多種。清洗掉多晶硅絨面上的殘留物后，將多晶硅片進(jìn)行甩干處理。以下以具體實(shí)施例說明本發(fā)明的效果，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不受實(shí)施例的限制。以下實(shí)施例中，多晶硅片規(guī)格為125mmX 125mm。實(shí)施例1本實(shí)施例中使用的腐蝕液包括2. 8摩爾/升的HF、7摩爾/升的ΗΝ03、0. 2摩爾/ 升的NaNO2、0· 1摩爾/升的H2SiF6，余量水。操作步驟如下1)超聲波清洗多晶硅片，去除表面油污2)將清洗后的多晶硅片放在溫度為8°C的腐蝕液中腐蝕8分鐘；3)純凈水沖洗多晶硅片，去除表面殘留物；4)在甩干機(jī)中將多晶硅片甩干。用SEM觀察多晶硅表面形貌，如圖1所示，形成了均勻的絨面結(jié)構(gòu)。測量多晶硅片反射率為23.5%。將多晶硅片組裝成電池，測量電性能列于表1。實(shí)施例2本實(shí)施例中使用的腐蝕液包括3. 2摩爾/升的HF、7. 5摩爾/升的ΗΝ03、0. 2摩爾 /升的ΚΝ02、0· 3摩爾/升的H2SiF6,余量水。[0055 [0056 [0057 [0058 [0059 KNO2、 [0060 [0061 [0062 [0063 [0064
操作步驟與實(shí)施例1相同。 測量多晶硅片反射率為24. 5%。 將多晶硅片組裝成電池，測量電性能列于表1。 實(shí)施例3
本實(shí)施例中使用的腐蝕液包括5摩爾/升的HF、5摩爾/升的HN03、1摩爾/升的 0. 5摩爾/升的H2SiF6，余量水。 操作步驟與實(shí)施例1相同。 測量多晶硅片反射率為25.8%。 將多晶硅片組裝成電池，測量電性能列于表1。 實(shí)施例4
本實(shí)施例中使用的腐蝕液包括3. 2摩爾/升的HF、7. 8摩爾/升的ΗΝ03、0. 35摩
爾/升的NaNO2、0. 28摩爾/升的H2SiF6，余量水。實(shí)施例9本實(shí)施例中使用的腐蝕液與實(shí)施例4相同。操作步驟2)中的腐蝕液的溫度為15°C，腐蝕時間為7分鐘，其它步驟與實(shí)施例1 相同。測量多晶硅片反射率為對.3%。將多晶硅片組裝成電池，測量電性能列于表1。實(shí)施例10本實(shí)施例中使用的腐蝕液與實(shí)施例5相同。操作步驟2)中的腐蝕液的溫度為13°C，腐蝕時間為6分鐘，其它步驟與實(shí)施例1 相同。測量多晶硅片反射率為22. 8%。將多晶硅片組裝成電池，測量電性能列于表1。表1本發(fā)明實(shí)施例制備的單晶硅片的性能測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種用于制作多晶硅絨面的腐蝕液，包括以下濃度的成分 HF 2摩爾/升 5摩爾/升；HNO3 5摩爾/升 15摩爾/升； 亞硝酸鹽0. 2摩爾/升 1摩爾/升； H2SiF6 0. 1摩爾/升 0. 5摩爾/升； 余量水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腐蝕液，其特征在于，包括 HF3摩爾/升 4摩爾/升。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腐蝕液，其特征在于，包括 HNO3 6摩爾/升 10摩爾/升。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腐蝕液，其特征在于，包括 亞硝酸鹽 0. 3摩爾/升 0.5摩爾/升。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腐蝕液，其特征在于，包括 H2SiF60. 15摩爾/升 0.3摩爾/升。
6.一種制作太陽能多晶硅絨面的方法，其特征在于，包括將多晶硅在權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的腐蝕液中進(jìn)行腐蝕，腐蝕溫度為6°C 25°C， 腐蝕時間為4分鐘 8分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述腐蝕溫度為7V 15°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述腐蝕溫度為8°C 10°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述腐蝕時間為5分鐘 6分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在將所述多晶硅在腐蝕液中進(jìn)行腐蝕之前還包括用超聲波清洗多晶硅。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于制作多晶硅絨面的腐蝕液，包括以下濃度的成分2摩爾/升～5摩爾/升的HF、5摩爾/升～15摩爾/升的HNO3、0.2摩爾/升～1摩爾/升的亞硝酸鹽、0.1摩爾/升～0.5摩爾/升的H2SiF6和余量水。本發(fā)明在HF和HNO3中添加NaNO2和H2SiF6作為穩(wěn)定劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本發(fā)明提供的腐蝕液制備的多晶硅絨面結(jié)構(gòu)可以有效地降低對太陽光的反射率。
文檔編號C30B33/10GK102181936SQ201010519969
公開日2011年9月14日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者李建飛, 樊選東, 汪琴霞, 郭建東, 黃鎮(zhèn) 申請人:江陰浚鑫科技有限公司