专利名称：多晶硅酸蚀化学绒面制备添加剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多晶硅酸蚀化学绒面制备用添加剂。
背景技术：
在多晶硅酸性式制绒中，酸性溶液的主要组份为氢氟酸，硝酸和水。 在规模化生产中，同一配比的酸性腐蚀液、绒面制备易出现孔蚀、针 孔、色差片。在初配的溶液中，有时出现腐蚀量不够的现象。这一系列 的问题都严重影响着多晶硅电池的转换效率和成品率。现在的问题是， 同一配比的酸性溶、液，在寿命期内，多晶硅的绒面连续、均匀、致密、 无针孔，孔蚀。硅片表面的颜色均匀一致，无明显色差。
内容初配酸'性腐蚀液，硅片绒面易出J见针孔、孔蚀和减薄量不够 的现象，如果酸性腐蚀液处于富硝酸溶液中，绒面为浅蚀坑，硅片表面 光的反射率高，电池的转换效率偏低；在富氢氟酸溶液中，制备绒面时， 在晶粒间界处，易出现孔蚀和针孔，虽然硅片表面可见光范围反射率平 均为12%，电池的效率也偏低，主要原因是在针孔处沾污严重，引起开 路电压和短路电流的降低。
Si+4HN03=SiO2+4N02+2H2O (1)
由于硝酸与硅的反应生成二氧化硅是非常缓慢的。在固定配比条件 下，必然富氢氟酸溶液，反应受氧化反应限审'j，腐蚀各向异性(这是我 们不希望看到的结果)。因为氧化反应对晶体的掺杂，晶向和缺陷结构很敏感。经验表明，晶粒间界的氧化速率与晶粒相比低25%，这就充分 说明，富氢氟酸溶、液，容易在晶粒间界出S^针孔、孔蚀的根本原因。
在富硝酸溶液中，给出各向同性腐t虫，于是腐蚀速率的控制便是硅 氧化物的溶解过禾呈，富硝酸溶液的腐蚀动力学表明，扩散控制而—g反应 速率控制，富硝酸溶液去除损伤层更好。
2No2+H20=HN02+HN03 (2)
Si+4HN02=SiO2+4N0 +2H20 (3)
经验表明亚硝酸跟硅的反应比硝酸与硅的反应快得多，问题是， 在溶液中尽快生成较多的亚硝酸。
HN03+2NO2+ H20 =3HN02 (4)
在反应3和4之间形成一个良性循环。
在富氢氟酸溶液中，在晶粒间界易出现针孔和孔蚀现象。氢氟酸的 作用是溶解二氧4七硅，其反应式如下 Si02+6HF=H2[SiF6]+2H20 这个反应速率太快，不便于控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使多晶硅片绒面腐蚀的颜色均匀一致， 减薄量符合要求，形成无针孔、无网纹、无明显色差的多晶硅绒面，在 多晶硅制绒面后表面上制备氮化硅薄膜，用肉眼观察无明显的晶粒间界 的多晶硅酸蚀化学绒面制备添加剂。
本发明的技术解决方案是
一种多晶硅酸蚀化学绒面制备添加齐IJ，包括酸性腐蚀液，其特征是在酸性腐蚀液中加有下列体积百分比的成分
(1) 含氮无机盐0.1~2%
(2) 硅基表面活性剂0.1~0.5% 所述体积百分比是相对于酸性腐蚀液的体积而言。 所述酸性腐蚀液是由氢氟酸、硝酸、水组成的腐蚀液。
酸性腐蚀液中氢氟酸、硝酸、水三者的体积比为3A4。 所述添加齐!i，其溶液温度为8 2(TC。
含氮无丰几盐是硝酸盐、亚硝酸盐或铵盐；硅基表面活'性齐!i为聚甲基 硅氧烷及其t行生物的一种或几种。
本发明^吏多晶硅片腐蚀的颜色均匀一致，减薄量符合要求，无针孔, 无网纹，无明显色差的多晶硅绒面。在多晶硅制绒面后表面上制备氮化 硅薄膜，用肉眼观察无明显的晶粒间界。本发明使溶液中增加N02的含 量，使其与水反应生成HN02，加速二氧化硅的生成，并能氢氟酸和氢 离子含量降低，缓和对二氧化硅的腐蚀速率。添加剂还含有一定量的有 机硅表面活性剂，使其均匀稳定和在硅表面反应，减少色差片的形成。 有机硅表面、活性剂是由亲水基和疏^C基组成。如果溶液的平衡温度提 高，减少能量消耗，链速提高，在减薄量不变的情况下，可以大大提高 产量。由于绒面质量的提高，可见光内平均反射率的降低，电池的转换 效率可提高0.1 0.2%。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是经本发明处理的多晶硅绒面照片。
具体实施例方式一种多晶硅酸蚀化学绒面审IJ备添加剂，包括酸性腐蚀液，在酸性腐 蚀液中加有下列体积百分比的成分-
(1) 含氮无机盐0.1~2%
(2) 硅基表面活性剂0.1 0.5%
所述体积百分比是相对于酸性腐蚀液的体积而言。 所述酸性腐蚀液是由氢氟酸、硝酸、水组成的腐蚀液。
酸性腐蚀液中氢氟酸、硝酸、水三者的体积比为3:6:4。 所述添加齐!]，其溶液温度为8 20。C。
含氮无机盐是硝酸盐、亚硝酸盐或铵盐(例硝酸钠、亚硝酸钠、硝 酸钾、亚硝酸钾、硫酸铵、硝酸铵、亚硝酸铵等)；硅基表面活性剂为 聚甲基硅氧垸及其衍生物中的一种或几种。
使用时，保持添加剂溶液温度为8 20°C，腐蚀时间90 120秒，硅 片每边减薄量为4. 6 4. 8 P m。
权利要求
1、一种多晶硅酸蚀化学绒面制备添加剂，包括酸性腐蚀液，其特征是在酸性腐蚀液中加有下列体积百分比的成分(1)含氮无机盐0.1～2％(2)硅基表面活性剂0.1～0.5％所述体积百分比是相对于酸性腐蚀液的体积而言。
2、 根据权利要求1所述的多晶硅酸蚀化学绒面制备添加剂，其特 征是所述酸性腐蚀液是由氢氟酸、硝酸、水组成的腐蚀液。
3、 根据权利要求2所述的多晶硅酸蚀化学绒面制备添加剂，其特 征是酸性腐蚀液中氢氟酸、硝酸、水三者的体积比为3:6:4。
4、 根据权利要求1 、 2或3所述的多晶硅酸t虫化学绒面制备添加齐U， 其特征是所述添加齐U，其溶液温度为8 2(TC。
5、 根据权利要求1 、 2或3所述的多晶硅酸蚀化学绒面制备添加剂， 其特征是含氮无机盐是硝酸盐、亚硝酸盐或铵盐；硅基表面活性剂为 聚甲基硅氧垸及其衍生物的一种或几种。
全文摘要
本发明公开了一种多晶硅酸蚀化学绒面制备添加剂，包括酸性腐蚀液，在酸性腐蚀液中加有含氮无机盐、硅基表面活性剂。本发明使多晶硅片腐蚀的颜色均匀一致，减薄量符合要求，无针孔，无网纹，无明显色差的多晶硅绒面。在多晶硅制绒面后表面上制备氮化硅薄膜，用肉眼观察无明显的晶粒间界。
文档编号C23F1/24GK101586239SQ20091003277
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月8日 优先权日2009年6月8日
发明者张薛丹, 戴燕华, 雷 杨, 王玉亭, 跃 马 申请人:江苏林洋新能源有限公司;江苏林洋太阳能电池及应用工程技术研究中心有限公司