本发明涉及晶硅太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池硅片的处理方法。
背景技术：
：目前在晶硅太阳能电池领域，比较常见的三种晶硅基体电池是多晶、单晶、类单晶，硅片切割方式比较常见的是砂浆切割和金刚线切割。目前，在处理用于制备太阳能电池的硅片时，常规多晶一般采取酸制绒的方式，形成蠕虫状的坑洞，该方法处理过的硅片表面反射率较高，但其光电转换效率难以进一步提升；常规单晶一般采取碱制绒的方式，形成金字塔状结构，其反射率相对多晶有较大幅度的降低。从制作成本方面来看，金刚线切割方式大大降低了单、多晶的切割成本，金刚线单晶片采用碱制绒，能较好的进行工艺选择和匹配，而金刚线多晶片使用常规酸制绒，反射率高且外观有线痕缺陷，严重影响了金刚线多晶片的光电转换效率。由于类单晶集单、多晶于一体，理论上其光电转换效率介于单、多晶之间，但由于其制绒方案有限，所以一直没有实现规模化生产。此外，从绒面制备设备方面来看，多晶普遍采用链式水平设备进行酸制绒，单晶普遍采用槽式垂直设备进行碱制绒，目前尚未出现能够采用相同制绒方式而实现对单、多晶、类单晶处理的一体机。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种太阳能电池硅片的处理方法，以解决常规单、多晶或类单晶制绒方式不同的问题，并提高晶硅太阳能电池转换效率。本发明提供了一种太阳能电池硅片的处理方法，包括以下步骤：(1)使用碱溶液在40-90℃下对硅片表面化学腐蚀处理10-240s，以除去硅片表面的损伤层；(2)将步骤(1)处理后的硅片在5-40℃下浸入第一处理液中挖孔处理50-240s，然后在10-40℃下浸入第二处理液中进行脱洗贵金属处理10-200s，其中，第一处理液包括氢氟酸、过氧化氢、贵金属离子和水，第二处理液包括氨水和水；(3)将步骤(2)处理过的硅片水洗后在20-40℃下浸入第三处理液中进行扩孔处理20-200s，第三处理液包括氢氟酸、硝酸和水；(4)将步骤(3)处理后的硅片水洗后浸入第四处理液中修饰处理1-50s，第四处理液包括碱和水；(5)将步骤(4)处理过的硅片水洗后在40-90℃下浸入盐酸和过氧化氢水溶液的混合溶液中，处理50-240s，以除去残余金属离子，水洗，然后在20-40℃下浸入氢氟酸的水溶液中处理50-240s，以除去氧化层，水洗、烘干。进一步地，在步骤(1)中，硅片的晶型为单晶、多晶或类单晶。进一步地，在步骤(1)中，碱为氢氧化钠、氢氧化钾和四甲基氢氧化铵(tmah)中的一种或几种。进一步地，在步骤(1)中，碱溶液中碱的质量分数为0.05-10％。进一步地，在步骤(2)中，贵金属离子为金离子、银离子、铂离子和钯离子中的一种或几种。进一步地，在步骤(2)中，第一处理液中贵金属离子的浓度为1×10-6mol/l-5×10-2mol/l。进一步地，在步骤(2)中，在步骤(2)中，第一处理液还包括第一添加剂，第一添加剂为聚丙烯酸、聚d，l-乳酸、聚乙烯醇和氟碳表面活性剂中的一种或几种。进一步地，在步骤(2)中，第一处理液中第一添加剂的浓度为2-20ppm。进一步地，在步骤(2)中，第一处理液中氢氟酸的质量分数为5-20％，过氧化氢的质量分数为0.1-10％。进一步地，在步骤(2)中，第二处理液中氨水的浓度为0.1-20％。在步骤(2)中，第一处理液中，过氧化氢作为氧化剂，氢氟酸作为还原剂，贵金属离子作为催化剂，可以形成纳米绒面结构，而第一添加剂能将各晶向腐蚀速率趋于相近，从而使外观晶花表现较为一致。第二处理液中，氨水能和贵金属离子形成氢氧化二氨合金，其为一种易溶于水的络合物，从而达到脱洗贵金属的目的。进一步地，在步骤(3)中，第三处理液还包括第二添加剂，第二添加剂为聚乙烯醇、三乙醇胺、酒石酸、硅烷偶联剂、丙烯酸共聚物、氟改性丙烯酸共聚物、聚二甲基矽氧烷和聚醚改性聚二甲基矽氧烷中的一种或几种。进一步地，在步骤(3)中，第三处理液中第二添加剂的质量分数为0.5-5％。进一步地，在步骤(3)中，第三处理液中氢氟酸的质量分数为1-10％，硝酸的质量分数为10-40％。在步骤(3)中，硝酸和氢氟酸和硅片发生氧化还原反应，能将纳米绒面结构进一步扩大，而第二添加剂起到定向加强腐蚀的作用，可以改变孔洞的高宽比。进一步地，在步骤(4)中，碱为氢氧化钠或氢氧化钾。在步骤(4)中，第四处理液中碱的质量分数为0.01-5％。进一步地，在步骤(4)中，第四处理液还包括第三添加剂，第三添加剂为醋酸乙烯、葡萄糖、丙烯酸共聚物、18-冠醚-6、15-冠醚-5、12-冠醚-4、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇丙醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇丙醚和三丙二醇甲醚中的一种或几种。进一步地，在步骤(4)中，第四处理液中第三添加剂的质量分数为0.001-1％。步骤(4)的修饰处理的作用是除去硅片表面较粗糙的棱角，在步骤(4)中，碱的作用是去除在第(3)步骤中形成的多孔硅，而第三添加剂能去除纳米绒面结构中的棱角等，使纳米绒面结构更均匀和一致。进一步地，在步骤(5)中，混合溶液中盐酸的浓度为3-7％，过氧化氢的浓度为2-5％。混合溶液中盐酸、过氧化氢和水按照盐酸：过氧化氢：水＝1:1:(5-7)的比例混合，称之为一号清洗液，能有效去除残余金属离子。进一步地，在步骤(5)中，氢氟酸的浓度为4-8％。本发明中，碱溶液指的是碱的水溶液。借由上述方案，本发明至少具有以下优点：由于常规多晶酸制绒在处理硅片后，其绒面是微米级结构，陷光效应较差，反射率较高(20％～25％)。而常规单晶碱制绒在处理硅片后，硅片的反射率虽然比较低(8％～12％)，但绒面仍然是微米级结构，比表面积比较小，限制了银-硅接触的空间，从而影响了单晶效率的进一步提升。类单晶集单、多晶特点于一体，难以适用于酸或者碱制绒工艺，在处理时，光电转换效率方面大打折扣。本发明的技术方案适用于单晶、多晶和类单晶，基体选择不受限制，采用本发明的工艺所处理的硅片，其绒面是纳米级结构，反射率较低，反射率甚至可以趋于0，在实际工业生产中，可以根据实际需要进行反射率的调整，且硅片的陷光效应得到充分发挥，单晶效率提高了0.3％～0.8％。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细说明如后。具体实施方式下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1本实施例提供了一种太阳能电池硅片的处理方法，具体方法如下(1)使用氢氧化钾(koh)水溶液对多晶硅片进行表面化学腐蚀处理，以去除单晶硅表面的损伤层，处理时间为200s，处理温度为80℃，其中，koh水溶液的浓度为2％。(2)将步骤(1)处理后的硅片经水洗后在30℃下进行挖孔处理50s，挖孔处理时使用第一处理液，其中含有hf、h2o2、银离子、第一添加剂和水，其中，hf浓度为5％，h2o2浓度为10％，银离子的浓度为1×10-6mol/l，第一添加剂的浓度5ppm。(3)将步骤(2)处理后的硅片经水洗后，用第二处理液在30℃下进行脱洗贵金属处理，处理时间为60s，其中第二处理液包括氨水和水，其中氨水的浓度为8％。(4)将步骤(3)处理后的硅片经水洗后在40℃下进行扩孔处理，处理时间为100s，处理时使用第三处理液，其中含有hf、hno3、以丙烯酸共聚物、氟改性丙烯酸共聚物、聚二甲基矽氧烷、聚醚改性聚二甲基矽氧烷组成的第二添加剂和水。其中hf浓度为5％，hno3浓度为20％，第二添加剂的浓度为1％。(5)将步骤(4)处理后的硅片经水洗后浸入第四处理液进行修饰处理，在30℃下处理20s，第四处理液中含有koh、以葡萄糖、18-冠醚-6、乙二醇丁醚、丙二醇丙醚组成的第三添加剂和水，其中koh的浓度为2％，第三添加剂的浓度为1％。(6)将步骤(5)处理后的硅片经水洗后在hcl和h2o2的水溶液中进行酸洗处理，在60℃下处理200s，其中hcl的浓度为3％，h2o2的浓度为2％。(7)将步骤(6)处理后的硅片经水洗后在hf的水溶液中再次进行酸洗处理，在20℃下处理200s，其中hf的浓度为10％。(8)将步骤(7)处理后的硅片经水洗、烘干，即完成单晶硅的湿法黑硅处理工艺。实施例2本实施例提供了一种太阳能电池硅片的处理方法，具体方法如下：(1)使用koh水溶液对单晶硅片进行表面化学腐蚀处理，以去除单晶硅表面的损伤层，处理时间为200s，处理温度为80℃，其中，koh水溶液的浓度为5％。(2)将步骤(1)处理后的硅片经水洗后在30℃下进行挖孔处理180s，挖孔处理时使用第一处理液，其中含有hf、h2o2、银离子、以聚丙烯酸、聚d，l乳酸、氟碳表面活性剂组成的第一添加剂和水，其中，hf浓度为5％，h2o2浓度为5％，银离子的浓度为1×10-6mol/l，第一添加剂的浓度6ppm。(3)将步骤(2)处理后的硅片经水洗后，用第二处理液在30℃下进行脱洗贵金属处理，处理时间为50s，其中第二处理液包括氨水和水，氨水的浓度为10％。(4)将步骤(3)处理后的硅片经水洗后在40℃下进行扩孔处理，处理时间为120s，处理时使用第三处理液，其中含有hf、hno3、以丙烯酸共聚物、氟改性丙烯酸共聚物、聚二甲基矽氧烷、聚醚改性聚二甲基矽氧烷组成的第二添加剂和水。其中hf浓度为5％，hno3浓度为15％，第二添加剂浓度为1％。(5)将步骤(4)处理后的硅片经水洗后浸入第四处理液进行修饰处理，在30℃下处理20s，第四处理液中含有koh、以葡萄糖、18-冠醚-6、乙二醇丁醚、丙二醇丙醚组成的第三添加剂和水，其中koh的浓度为3％，第三添加剂的浓度为1％。(6)将步骤(5)处理后的硅片经水洗后在hcl和h2o2的水溶液中进行酸洗处理，在60℃下处理200s，其中hcl的浓度为3％，h2o2的浓度为2％。(7)将步骤(6)处理后的硅片经水洗后在hf的水溶液中再次进行酸洗处理，在20℃下处理200s，其中hf的浓度为10％。(8)将步骤(7)处理后的硅片经水洗、烘干，即完成单晶硅的湿法黑硅处理工艺。实施例3采用常规多晶酸制绒处理多晶硅片作为对照实验，具体步骤如下：(1)水清洗；(2)酸制绒，使用hf和hno3体系，配合一定的添加剂(如多晶制绒添加剂)；(3)水漂洗；(4)使用koh去除多孔硅；(5)水漂洗；(6)hf去除氧化层；(7)水洗、吹干，完成整个流程。实施例4采用常规单晶碱制绒处理单晶硅片作为对照实验，具体方法如下：(1)预清洗：使用koh和h2o2体系；(2)水洗后进行碱制绒，使用koh，配合一定的添加剂(如单晶制绒添加剂)；(3)水洗后使用koh和h2o2进行清洗；(4)水洗后使用hcl和hf去除金属离子和氧化层；(5)水洗、吹干，完成整个流程。采用上述实施例1-4中的工艺，经简单后续处理后，在am1.5、光强1000w、温度25℃条件下测量其电性能参数，结果如表1和表2所示。表1不同处理工艺下多晶硅的电性能参数硅片uociscffrsrsheff实施例10.63328.90080.391.88105418.62％实施例30.63549.08580.481.56110719.09％其中，表1中的voc代表开路电压，isc代表短路电流，ff代表填充因子，rs代表串联电阻，rsh代表并联电阻，eff代表转换效率。表2不同处理工艺下单晶硅的电性能参数硅片uociscffrsrsheff实施例20.64219.46080.662.0089620.06％实施例40.64529.53380.922.0091020.38％其中，表2中的voc代表开路电压，isc代表短路电流，ff代表填充因子，rs代表串联电阻，rsh代表并联电阻，eff代表转换效率。从表1和表2中可以看出，采用本发明的方法所处理的单晶硅和多晶硅，其电性能参数均优于作为对照的实施例3和实施例4，其中实施例1的光电转换效率比实施例3提高了0.47％，实施例2的光电转换效率比实施例4提高了0.32％，这在太阳能电池领域是很大的提高。可见，采用本发明的湿法黑硅工艺可以显著改善硅材料的电性能，有效增加晶硅太阳能电池的光电转换效率。以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。当前第1页12