一種多晶硅制絨溶液及制絨方法
【專利摘要】一種多晶硅制絨溶液，包含硝酸、氫氟酸、去離子水、乙醇胺以及PVP（聚乙烯吡咯烷酮），其溶液中各組分的質(zhì)量百分比為：硝酸50%～65%；氫氟酸8%～18%；乙醇胺0.5%～2%；PVP（聚乙烯吡咯烷酮）0.02%～0.5%；去離子水16%～30%，一種多晶硅制絨溶液制絨方法在前述溶液中通過加入乙醇胺和聚乙烯吡咯烷酮，控制制絨反應(yīng)（即化學(xué)腐蝕）的腐蝕速率和溶液的表面張力，大大提高了腐蝕坑的密度，腐蝕坑小而均勻，絨面反射率低，晶面與晶面之間的差別較小且背面拋光利于形成均勻的背場(chǎng)，有利于電池短路電流及開路電壓的提升從而提高轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】一種多晶硅制絨溶液及制絨方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及晶體硅太陽能電池領(lǐng)域，特別是涉及一種制備多晶硅絨面的腐蝕溶 液及其制絨方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 制絨就是指在物體表面上制作一系列有規(guī)則或無規(guī)則的高低不同和大小不同的 表面形狀，由于絨面的存在，物體表面的反射率就會(huì)大大降低，換句話說，物體表面的絨面 可增加光的吸收，因此絨面技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在太陽能電池領(lǐng)域，在太陽電池片制備過程 中，為了增加對(duì)光的吸收，使得更多的光能轉(zhuǎn)化為電能，提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率，因此需 要在硅片表面制作絨面。
[0003] 目前規(guī)模化生產(chǎn)多晶硅太陽能電池的過程中，普遍采用濕法鏈?zhǔn)交虿凼街平q的方 式來達(dá)到去除硅片表面的損傷層以及形成蟲卵狀的絨面結(jié)構(gòu)，從而有效降低硅表面反射 率，最終提升電池轉(zhuǎn)換效率，現(xiàn)有制絨工藝多采用單純的HN03-HF-H20腐蝕體系，此制絨工 藝下，反射率降低有限，且均勻性較差，反射率降低至一定程度后表面暗紋數(shù)量增加，影響 后續(xù)電池的性能以及外觀。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述缺陷本發(fā)明提供一種多晶硅制絨的制絨溶液，以及使用該制絨溶液的 絨面制作方法，使得制絨后形成的腐蝕坑小而多且更加均勻，從而有效降低制絨后的反射 率，減少表面暗紋產(chǎn)生。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種多晶硅制絨溶液，包含硝酸、氫 氟酸、去離子水、乙醇胺以及PVP(聚乙烯吡咯烷酮)，其溶液中各組分的質(zhì)量百分比為：硝酸 50%?65% ;氫氟酸8%?18% ;乙醇胺0. 5%?2% ;PVP (聚乙烯吡咯烷酮)0. 02%?0. 5% ;去 離子水16%?30%。
[0006] -種多晶硅制絨溶液制絨方法，采用以下順序步驟制得： A，按照以下質(zhì)量百分比量取原材料，并按照先后順序加入制絨槽內(nèi)，并攪拌均勻：去 離子水16%?30% ;氫氟酸8%?18% ;硝酸50%?65% ;乙醇胺乙醇胺0. 5%?2% ;PVP (聚 乙烯吡咯烷酮）0. 02%?0. 5% ; B，將多晶硅片浸入制絨槽內(nèi)的制絨溶液中反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為5° C - 10° C，反應(yīng) 時(shí)間為 I. 5min - 3min ; C，將在制絨溶液腐蝕后的多晶硅片取出，使用去離子水進(jìn)行清洗干凈； D，在常溫下配制電導(dǎo)率為80-200ms的氫氧化鉀溶液，攪拌均勻后，將步驟C制得的多 晶硅片放入進(jìn)行清洗0. 5-3min，以充分去除硅片表面的殘留物； E，將多晶硅片再次使用去離子水進(jìn)行清洗干凈； F，配制體積比為鹽酸：氫氟酸：水=2 :1 :5. 5的鹽酸、氫氟酸混合溶液，并把多晶硅片 浸入鹽酸氫氟酸混合溶液中進(jìn)行清洗2-3min ; G，再次使用去離子水把步驟F制得的多晶硅片進(jìn)行清洗干凈，然后烘干。
[0007] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：在傳統(tǒng)的HN03-HF-H20制絨溶液中 增加了乙醇胺和聚乙烯吡咯烷酮，一方面，聚乙烯吡咯烷酮具有分散和成膜性，阻緩了 F離 子對(duì)硅片的腐蝕，對(duì)酸腐蝕自催化效果有抑制效果；另一方面，乙醇胺水溶液呈堿性，能夠 降低溶液表面張力和產(chǎn)生大量氣泡，大量氣泡的產(chǎn)生增大了 HF酸的傳質(zhì)阻和化學(xué)動(dòng)力學(xué) 阻，減小腐蝕速率，部分氣體會(huì)吸附在硅片表面，形成起泡掩蔽作用，最后再通過使用稍高 濃度的堿液把殘留的有機(jī)物清洗干凈，通過加入乙醇胺和聚乙烯吡咯烷酮，控制制絨反應(yīng) (即化學(xué)腐蝕）的腐蝕速率和溶液的表面張力，大大提高了腐蝕坑的密度，腐蝕坑小而均勻， 絨面反射率低，晶面與晶面之間的差別較小且背面拋光利于形成均勻的背場(chǎng)，有利于電池 短路電流及開路電壓的提升從而提高轉(zhuǎn)換效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0009] 圖1為實(shí)施例1本發(fā)明制絨溶液及其制絨工藝制作的多晶硅片腐蝕坑絨面。
[0010] 圖2為實(shí)施例2使用常規(guī)制絨液及工藝制作的多晶硅片腐蝕坑絨面。
[0011] 圖3為實(shí)施例2使用常規(guī)制絨溶液及工藝與實(shí)施例1使用本發(fā)明制絨溶液及其制 絨工藝分別制絨的多晶硅片絨面反射率曲線對(duì)比圖。
[0012] 圖4為實(shí)施例2使用常規(guī)制絨溶液及工藝制絨的多晶硅電池片EL圖象。
[0013] 圖5為實(shí)施例1使用本發(fā)明制絨溶液及其制絨工藝制絨的多晶硅電池片EL圖象。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 一種多晶硅制絨溶液，包含硝酸、氫氟酸、去離子水、乙醇胺以及PVP (聚乙烯吡咯 烷酮)，其溶液中各組分的質(zhì)量百分比為：硝酸50%?65% ;氫氟酸8%?18% ;乙醇胺0. 5%? 2% ;PVP (聚乙烯吡咯烷酮）0. 02%?0. 5% ;去離子水16%?30%。
[0015] 一種多晶硅制絨溶液制絨方法，采用以下順序步驟制得： A，按照以下質(zhì)量百分比量取原材料，并按照先后順序加入制絨槽內(nèi)，并攪拌均勻：去 離子水16%?30% ;氫氟酸8%?18% ;硝酸50%?65% ;乙醇胺乙醇胺0. 5%?2% ;PVP (聚 乙烯吡咯烷酮）0. 02%?0. 5% ; B，將多晶硅片浸入制絨槽內(nèi)的制絨溶液中反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為5° C - 10° C，反應(yīng) 時(shí)間為 I. 5min - 3min ; C，將在制絨溶液腐蝕后的多晶硅片取出，使用去離子水進(jìn)行清洗干凈； D，在常溫下配制電導(dǎo)率為80-200ms的氫氧化鉀溶液，攪拌均勻后，將步驟C制得的多 晶硅片放入進(jìn)行清洗0. 5-3min，以充分去除硅片表面的殘留物； E，將多晶硅片再次使用去離子水進(jìn)行清洗干凈； F，配制體積比為鹽酸：氫氟酸：水=2 :1 :5. 5的鹽酸、氫氟酸混合溶液，并把多晶硅片 浸入鹽酸氫氟酸混合溶液中進(jìn)行清洗2-3min ; G，再次使用去離子水把步驟F制得的多晶硅片進(jìn)行清洗干凈，然后烘干。
[0016] 為對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，現(xiàn)列舉實(shí)施例。
[0017] 實(shí)施例1 按照以下質(zhì)量百分比量取原材料，并按照先后順序加入制絨槽內(nèi)，并攪拌均勻：去離 子水16%?30% ;氫氟酸8%?18% ;硝酸50%?65% ;乙醇胺乙醇胺0. 5%?2% ;PVP (聚乙 烯吡咯烷酮）〇. 02%?0. 5% ; 配制HN03 :HF :H20 :乙醇胺：PVP=5. 6 :1 :1. 8 :0. 6 :0. 05 (質(zhì)量比）的制絨溶液； 溶液溫度降低至7°C，取一片硅片放置制絨溶液中2分鐘，反應(yīng)溫度控制在7-8°C，隨后 硅片從溶液中取出，使用去離子水清洗干凈； 移入常溫下電導(dǎo)率為150ms氫氧化鉀溶液停留1分鐘，取出后過去離子水清洗； 移入體積比為：鹽酸：氫氟酸：水=2 :1 :5. 5的混合酸液中清洗，在溶液中停留2-3分 鐘，取出后過去離子水清洗并烘干。
[0018] 實(shí)施例2 按照以下質(zhì)量百分比量取原材料，并按照先后順序加入制絨槽內(nèi)，并攪拌均勻：去離 子水16%?30% ;氫氟酸8%?18% ;硝酸50%?65% ;乙醇胺乙醇胺0. 5%?2% ;PVP (聚乙 烯吡咯烷酮）〇. 02%?0. 5% ; 配制體積比為HN03:HF:H20=4. 8 :1 :2. 2的制絨溶液； 溶液溫度降低至7°C，取一片硅片放置制絨溶液中2分鐘，反應(yīng)溫度控制在7-8°C，隨后 硅片從溶液中取出，使用去離子水清洗干凈。
[0019] 移入常溫下電導(dǎo)率為80ms氫氧化鉀溶液停留1分鐘，取出后過去離子水清洗。
[0020] 移入體積比為：鹽酸：氫氟酸：水=2 :1 :5. 5的混合酸液中清洗，在溶液中停留2-3 分鐘，取出后過去離子水清洗并烘干。
[0021] 實(shí)施例3 按照以下質(zhì)量百分比量取原材料，并按照先后順序加入制絨槽內(nèi)，并攪拌均勻：去離 子水16%?30% ;氫氟酸8%?18% ;硝酸50%?65% ;乙醇胺乙醇胺0. 5%?2% ;PVP (聚乙 烯吡咯烷酮）〇. 02%?0. 5% ; 配制HN03 :HF :H20 :乙醇胺：PVP=5. 6 :1 :1. 8 :0. 6 :0. 05 (質(zhì)量比）的制絨溶液； 溶液溫度降低至7°C，取一片硅片放置制絨溶液中2分鐘，反應(yīng)溫度控制在7-8°C，隨后 硅片從溶液中取出，使用去離子水清洗干凈； 移入常溫下電導(dǎo)率為80ms氫氧化鉀溶液停留1分鐘，取出后過去離子水清洗； 移入體積比為：鹽酸：氫氟酸：水=2 :1 :5. 5的混合酸液中清洗，在溶液中停留2-3分 鐘，取出后過去離子水清洗并烘干。
[0022] 下表為分別使用實(shí)施例1、2、3方法進(jìn)行制絨后的多晶電池片的電性能數(shù)據(jù)：

【權(quán)利要求】
1. 一種多晶硅制絨溶液，其特征在于包含硝酸、氫氟酸、去離子水、乙醇胺以及PVP (聚 乙烯吡咯烷酮)，其溶液中各組分的質(zhì)量百分比為：硝酸50%?65% ;氫氟酸8%?18% ;乙醇 胺0. 5%?2% ;PVP (聚乙烯吡咯烷酮）0. 02%?0. 5% ;去離子水16%?30%。
2. -種多晶硅制絨溶液制絨方法，其特征在于采用以下順序步驟制得： A，按照以下質(zhì)量百分比量取原材料，并按照先后順序加入制絨槽內(nèi)，并攪拌均勻：去 離子水16%?30% ;氫氟酸8%?18% ;硝酸50%?65% ;乙醇胺乙醇胺0. 5%?2% ;PVP (聚 乙烯吡咯烷酮）0. 02%?0. 5% ; B，將多晶硅片浸入制絨槽內(nèi)的制絨溶液中反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為5° C - 10° C，反應(yīng) 時(shí)間為 I. 5min - 3min ; C，將在制絨溶液腐蝕后的多晶硅片取出，使用去離子水進(jìn)行清洗干凈； D，在常溫下配制電導(dǎo)率為80-200ms的氫氧化鉀溶液，攪拌均勻后，將步驟C制得的多 晶硅片放入進(jìn)行清洗0. 5-3min，以充分去除硅片表面的殘留物； E，將多晶硅片再次使用去離子水進(jìn)行清洗干凈； F，配制體積比為鹽酸：氫氟酸：水=2 :1 :5. 5的鹽酸、氫氟酸混合溶液，并把多晶硅片 浸入鹽酸氫氟酸混合溶液中進(jìn)行清洗2-3min ; G，再次使用去離子水把步驟F制得的多晶硅片進(jìn)行清洗干凈，然后烘干。
【文檔編號(hào)】C30B33/10GK104060325SQ201410278260
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】史磊, 錢金梁, 陳斌, 王步峰 申請(qǐng)人:潤(rùn)峰電力有限公司