一种硅片的制绒方法、得到的产品和太阳能电池片的制备方法与流程

文档序号:15576430发布日期:2018-09-29 05:36阅读:258来源:国知局
本发明属于太阳能电池
技术领域
,尤其涉及一种硅片的制绒方法、得到的产品和太阳能电池片的制备方法。
背景技术
:未经处理的原始硅片表面的反射率非常高,直接使用这种材料制备太阳能电池,光学损失巨大,降低了太阳能电池的光电转化效率。为了增加入射光的吸收率,传统各向异性/同性的化学腐蚀方法是工业上比较成熟的方法,可以制备微米级的太阳能电池绒面。为了降低多晶硅片的表面反射率,增大电池的光生电流密度,本领域公开了多种方式,如反应离子刻蚀法、电化学腐蚀法、等离子织构法、飞秒激光织构法和金属催化化学腐蚀法等。对于硅片的刻蚀,现有技术大都为双面制绒,而后续制程只需要保留单面具有纳米绒面,因此有一面纳米绒面需要刻蚀除去,造成刻蚀液、刻蚀工艺的浪费,同时刻蚀后的硅片变薄,也会带来碎片率的增加。而采用两片硅片以叠片形式进行制绒能够节省刻蚀液和刻蚀工艺,但是叠片进行单面纳米制绒,两两相并的单面制绒后的硅片贴合紧密,在后续分离过程中由于分片力达不到足够要求,造成碎片率大幅增加。因此,本领域需要开发一种工艺步骤更简单的硅片的制绒方法,以及依赖于所述制绒方法的太阳能电池片的制备方法,所述制绒方法能够解决叠片进行单面制绒过程中叠片不容易分离,且碎片率高的问题。技术实现要素:针对现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种硅片的制绒方法,所述方法包括如下步骤:(1)将两片硅片叠加得到第一硅片叠加结构;所述硅片叠加的一面为贴合面,暴露的一面为暴露面;(2)对第一硅片叠加结构进行纳米绒面刻蚀;并使得硅片的暴露面具有纳米绒面,贴合面的边缘具有纳米绒面刻蚀带。本发明通过对第一硅片叠加结构进行纳米绒面刻蚀,能够将暴露面以及贴合面的边缘刻蚀成纳米绒面,而由于贴合面部分是纳米绒面刻蚀液渗透进贴合面进行的刻蚀,刻蚀液渗入的量有限,刻蚀得到的纳米绒面刻蚀带的绒面疏松,空隙较多,且接触面减小,在拆片过程中容易拆分,碎片率低。优选地,在步骤(2)的纳米绒面刻蚀过程中,单片硅片的刻蚀速率≥0.1mg/s,例如0.2mg/s、0.3mg/s、0.4mg/s、0.5mg/s、0.6mg/s、0.7mg/s、0.8mg/s、0.9mg/s等。所述刻蚀速率为在具有刻蚀性的溶液中,单片硅片的刻蚀前与刻蚀后的质量差与刻蚀时间的比值。在纳米绒面刻蚀时,将单片硅片刻蚀率控制在0.1mg/s以上,能够使得部分纳米绒面刻蚀液渗入第一硅片叠加结构的贴合面,并对贴合面的边缘进行少量纳米绒面刻蚀,而在贴合面形成的少量纳米绒面能够降低拆片过程中两片硅片的结合势能,降低拆片过程中的碎片率。本发明对于贴合面的边缘形成的纳米绒面刻蚀区域的宽度不做具体限定,从实验结果看,宽度越大,两片硅片的结合势能越低,碎片率越低,但是宽度过大,会造成刻蚀液的浪费,且可能造成结合势能的再次增加。需要说明的是,本发明所述刻蚀速率是指硅片在具有刻蚀性的溶液中的刻蚀速率,如当溶液中具有氟化氢和过氧化氢时的刻蚀速率。本发明所述方法中包括多个刻蚀步骤,每个刻蚀步骤的刻蚀速率均为在具有刻蚀性的溶液中,单片硅片的刻蚀前与刻蚀后的质量差与刻蚀时间的比值。优选地,所述贴合面纳米绒面刻蚀带的平均宽度为0.1~20mm,例如0.2mm、0.5mm、0.8mm、1mm、2mm、3mm、5mm、7mm、9mm、13mm、15mm、18mm等。作为优选技术方案之一,步骤(2)所述硅片暴露面的纳米绒面刻蚀过程具体包括:(2a)将第一硅片叠加结构浸入第一纳米绒面刻蚀液中,进行纳米绒面刻蚀。优选地,步骤(2a)中,单片硅片在第一纳米绒面刻蚀液中的刻蚀速率为0.2mg/s~0.6mg/s,例如0.5mg/s、0.4mg/s、0.3mg/s等。当硅片在第一纳米绒面刻蚀液中的刻蚀速率低于0.6mg/s时,气泡产生量不足以将第一硅片叠加结构的硅片彻底分开,进而渗入贴合面的整个表面,即贴合面只有边缘被打开,无法对贴合面整面进行纳米绒面刻蚀,只能够对暴露面以及贴合面的边缘进行纳米绒面刻蚀。优选地,所述第一纳米绒面刻蚀液包括分散在水中的金属银离子、氟化氢和过氧化氢。优选地,所述第一纳米绒面刻蚀液中,所述金属银离子的浓度为5×10-6~5×10-3mol/l,例如6×10-6mol/l、8×10-6mol/l、2×10-5mol/l、5×10-5mol/l、8×10-5mol/l、3×10-4mol/l、6×10-4mol/l、9×10-4mol/l、2×10-3mol/l、3×10-3mol/l等。优选地,所述第一纳米绒面刻蚀液中,所述氟化氢的浓度为1~20wt%,例如2wt%、4wt%、8wt%、12wt%、15wt%、17wt%、19wt%等。优选地,所述第一纳米绒面刻蚀液中,所述过氧化氢的浓度为0.05~5wt%,例如1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%等。优选地,在所述第一纳米绒面刻蚀液中,进行硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀的温度为15~45℃(例如20℃、25℃、30℃、35℃、40℃等),时间为50~500s(例如60s、80s、150s、200s、250s、300s、350s、400s、450s等)。在优选技术方案之一中,合适的刻蚀液组成能够获得合适的刻蚀速率(0.2~0.6mg/s),从而获得更低的硅片结合势能,获得更低的碎片率。但是需要说明的是,优选技术方案之一提供的刻蚀液的组成和/或刻蚀条件(如温度等)是为了获得合适的刻蚀速率(如0.1mg/s以上),但是所述刻蚀速率的获得并不必然依赖于优选技术方案之一提供的刻蚀液组成和/或刻蚀条件,例如低含量的双氧水和更高的温度配合,也可能能够获得合适的刻蚀速率。作为优选技术方案之二,步骤(2)所述纳米绒面刻蚀过程具体包括:(2a’)将第一硅片叠加结构浸入纳米金属颗粒分散液中,在硅片暴露面吸附纳米金属颗粒;(2b’)将步骤(2a’)处理后的第一硅片叠加结构浸入第二纳米绒面刻蚀液中,进行纳米绒面刻蚀。步骤(2a’)所述纳米金属颗粒分散液包括分散在水中的金属银离子和氟化氢。优选地,所述纳米金属颗粒分散液中,金属银离子的浓度为5×10-6~5×10-3mol/l,例如6×10-6mol/l、8×10-6mol/l、2×10-5mol/l、5×10-5mol/l、8×10-5mol/l、3×10-4mol/l、6×10-4mol/l、9×10-4mol/l、2×10-3mol/l、3×10-3mol/l等。优选地,所述纳米金属颗粒分散液中,氟化氢的浓度为0.6~2wt%,例如0.7wt%、0.9wt%、1.3wt%、1.5wt%、1.7wt%、1.9wt%等。优选地,步骤(2a’)所述吸附纳米金属颗粒的温度为15~45℃(例如20℃、25℃、30℃、35℃、40℃等),时间为20~200s(例如60s、80s、120s、140s、150s、170s、180s、190s等)。优选地,步骤(2b’)中,单片硅片在第二纳米绒面刻蚀液中的刻蚀速率0.4~0.6mg/s,例如0.45mg/s、0.50mg/s、0.55mg/s等。当硅片在第二纳米绒面刻蚀液中的刻蚀速率低于0.6mg/s时,气泡产生量不足以将第一硅片叠加结构的硅片彻底分开,进而渗入贴合面的整个表面,即贴合面只有边缘被打开,无法对贴合面整面进行纳米绒面刻蚀,只能够对暴露面以及贴合面的边缘进行纳米绒面刻蚀。优选地,步骤(2b’)所述第二纳米绒面刻蚀液包括分散在水中的氟化氢和过氧化氢,过氧化氢的浓度为1~18wt%(例如2wt%、5wt%、7wt%、9wt%、10wt%、12wt%、16wt%、17wt%等),氟化氢的浓度为6~9wt%(例如6.5wt%、7wt%、7.5wt%、8wt%、8.5wt%等)。优选地,步骤(2b’)所述纳米绒面刻蚀的温度为15~45℃(例如20℃、25℃、30℃、35℃、40℃等),时间为50~500s(例如60s、80s、150s、200s、250s、300s、350s、400s、450s等)。在优选技术方案之二中,合适的第二纳米绒面刻蚀液组成能够获得合适的刻蚀速率0.1mg/s,从而获得更低的硅片结合势能,获得更低的碎片率。但是需要说明的是,优选技术方案之二提供的刻蚀液的组成和/或刻蚀条件(如温度等)是为了获得合适的刻蚀速率0.1mg/s,但是所述刻蚀速率的获得并不必然依赖于优选技术方案之二提供的刻蚀液组成和/或刻蚀条件,例如低含量的双氧水和更高的温度配合,也可能能够获得合适的刻蚀速率。但是需要说明的是,对于优选技术方案之一和优选技术方案之二,当刻蚀速率相同时,优选方案之一的纳米绒面刻蚀带更宽,拆片力更小。优选地,在步骤(2)之前进行步骤(2’):(2’)将第一硅片叠加结构浸入微米绒面刻蚀液中,至少在第一硅片叠加结构暴露面进行硅片的微米绒面刻蚀。优选地,在步骤(1)和步骤(2)之间进行步骤(2’)。本发明所述微米绒面刻蚀的作用是去除硅片表面的损伤层,只不过我们使用的刻蚀夜在去损伤的同时会形成类似微米绒面的凸起,所以这里定义为微米绒面刻蚀液,也可以替换为抛光液。本发明直接将两片硅片叠加得到的第一硅片叠加结构进行微米绒面刻蚀,相较于cn105006496a,本发明直接将硅片以第一硅片叠加结构进行微米绒面刻蚀,随后进行纳米绒面刻蚀,省略了微米绒面刻蚀后取出,叠加硅片的步骤。需要说明的是,微米绒面刻蚀并不是必须步骤,当进行了微米绒面刻蚀时,其贴合面除了纳米绒面刻蚀带以外的区域是微米绒面。优选地,步骤(2’)所述微米绒面刻蚀过程中,单片硅片在微米绒面刻蚀液中的刻蚀速率>0.6mg/s,例如0.7mg/s、0.8mg/s、0.9mg/s、1.0mg/s、1.2mg/s、1.5mg/s、1.8mg/s、2.0mg/s、2.5mg/s等。随着在微米绒面刻蚀液中单片硅片的刻蚀速率的提高,微米绒面刻蚀过程中产生的气泡会增多,气泡产生速率提高,从而微米绒面刻蚀液更容易进入第一硅片叠加结构的贴合面,实现对贴合面的微米绒面刻蚀。但是本发明提供的微米绒面刻蚀过程中并不一定要求微米绒面刻蚀液必须进入第一硅片叠加结构的贴合面实现对贴合面的微米绒面刻蚀,只要求其至少能够将暴露面进行微米绒面刻蚀即可。本发明对单片硅片在微米绒面刻蚀液中的刻蚀速率进行限定,对微米绒面刻蚀液的种类和浓度不做具体限定,本领域技术人员可以根据实际情况选择微米绒面刻蚀液。优选地,所述微米绒面刻蚀液包括碱性刻蚀液,优选包括氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液和四甲基氢氧化铵溶液中的任意1种或至少2种的组合。优选地,所述碱性刻蚀液中,碱性物质的浓度为0.5~20wt%,例如0.8wt%、2wt%、5wt%、8wt%、10wt%、12wt%、15wt%、17wt%、19wt%等。优选地,步骤(2’)所述“至少在第一硅片叠加结构暴露面进行硅片的微米绒面刻蚀”为“在第一硅片叠加结构暴露面和贴合面均进行硅片的微米绒面刻蚀”。优选地,当进行“在第一硅片叠加结构暴露面和贴合面均进行硅片的微米绒面刻蚀”步骤时,单片硅片在微米绒面刻蚀液中的刻蚀速率≥1mg/s,例如1.2mg/s、1.5mg/s、1.8mg/s、2.0mg/s、2.5mg/s、2.7mg/s、2.9mg/s、3.5mg/s、3.8mg/s等。优选地,所述硅片的微米绒面刻蚀的温度为50~95℃(例如55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、),时间为50~500s(例如60s、80s、100s、150s、200s、260s、300s、380s、420s、480s等),优选100~300s。本发明对于硅片的尺寸没有具体限定,任何一种硅片均可用于本发明。优选地,所述硅片的尺寸为156mm×156mm、156.75mm×156.75mm、157mm×157mm、161mm×161mm和166mm×166mm中的任意1种。优选地,所述硅片包括金刚线切割硅片或直接硅片。本发明所述直接硅片指不经过高温铸锭直接形成的硅片,属于行业内的公认名称。优选地,所述硅片装载夹具具有硅片放置槽,所述硅片放置槽的宽度比2片硅片的厚度大。优选地,步骤(2)之后进行步骤(3)将第一硅片叠加结构拆片成单片硅片。优选地,所述拆片成单片硅片的方式为固定所述第一硅片叠加结构的一片硅片,以平行于硅片表面的力拉另一片硅片,实现拆片。优选地,所述拆片成单片硅片的方式为采用第一真空头吸附固定第一硅片叠加结构的一片硅片,用第二真空吸附头吸附另一硅片,并给定第二真空吸附头平行于硅片表面的力将第一硅片叠加结构拆片。优选地,步骤(3)之前进行步骤(3a)对硅片的暴露面进行脱水,脱水后保留第一硅片叠加结构贴合面所吸附的液体。保留第一硅片叠加结构贴合面所吸附的液体能够进一步降低硅片结合势能,获得更低的碎片率。所述“贴合面所吸附的液体”可以是步骤(3a)之前进行的步骤的残留液,如步骤(3a)之前是纳米绒面刻蚀步骤,则所述液体为纳米绒面刻蚀液。优选地,步骤(3)之后进行步骤(3b)将硅片的暴露面朝向一致进行浸入式清洗。所述浸入式清洗意指将第一硅片叠加结构浸泡在清洗液中进行清洗。本发明目的之二是提供一种硅片,所述硅片的一面具有纳米绒面,另一面的边缘具有纳米绒面刻蚀带。优选地,所述硅片的纳米绒面刻蚀带的平均宽度为0.1mm~1mm,例如0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm等。优选地,所述硅片的另一面除了边缘的纳米绒面刻蚀带,其余部分为微米绒面。本发明所述微米绒面还可以称为抛光面。当步骤(2’)的刻蚀速率在1mg/s以上,且步骤(2)的刻蚀速率在0.1~0.6mg/s时,能够赋予硅片一面具有纳米绒面,另一面为微米绒面且边缘具有纳米绒面刻蚀带的结构。本发明目的之二所述的硅片可以通过目的之一所述的步骤(1)~(2)和步骤(3a)及(3)得到,也可以通过目的之一所述的步骤(1)~(2)和步骤(3a)、(3)、(3b)和(3c)得到。本发明目的之三是提供一种硅片组合单元,所述硅片组合单元包括2片叠加的硅片,所述硅片的暴露面具有纳米绒面,贴合面边缘具有纳米绒面刻蚀带。优选地,所述纳米绒面刻蚀带的平均宽度为0.1mm~20mm。优选地,所述贴合面除了边缘的纳米绒面刻蚀带,其余部分为微米绒面。本发明目的之三所述的硅片可以通过目的之一所述的步骤(1)~(2)和步骤(3a)得到,或者通过目的之一所述的步骤(1)~(2)得到。本发明目的之四是提供一种太阳能电池片的制备方法,所述方法包括如下步骤:(a1)在目的之一所述的硅片的纳米绒面一侧制备pn结,得到具有pn结的硅片;(a2)刻蚀除去硅片两面的pn结通路;(a3)在硅片的纳米绒面一侧形成减反射膜;(a4)在硅片的两面上形成金属-半导体欧姆接触。或者,所述太阳能电池片的制备方法包括如下步骤:(b1)将目的之二所述的硅片组合单元置于扩散炉中进行pn结扩散,得到暴露面具有pn结的硅片组合单元;(b2)将暴露面具有pn结的硅片组合单元拆分成单片,刻蚀除去硅片两面的pn结通路;(b3)在硅片的纳米绒面一侧形成减反射膜;(b4)在硅片的两面上形成金属-半导体欧姆接触。或者,所述太阳能电池片的制备方法包括如下步骤:(c1)将目的之二所述的硅片组合单元拆分成单片;(c2)在步骤(c1)拆分得到的硅片单片的纳米绒面一侧制备pn结,得到具有pn结的硅片单片;(c3)将具有pn结的硅片单片刻蚀除去硅片两面的pn结通路;(c4)在硅片的纳米绒面一侧形成减反射膜;(c5)在硅片的两面上形成金属-半导体欧姆接触。或者,所述太阳能电池片的制备方法包括如下步骤:(d1)将目的之一所述的硅片的非纳米绒面一侧贴合,得到第二硅片叠加结构;(d2)将第二硅片叠加结构置于扩散炉中进行pn结扩散,得到具有pn结的硅片;(d3)将第二硅片叠加结构拆成单片,刻蚀除去具有pn结的硅片的两面的pn结通路;(d4)在硅片的纳米绒面一侧形成减反射膜;(d5)在硅片的两面上形成金属-半导体欧姆接触。本发明目的之五是提供一种太阳能组件的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:(z1)按照目的之四所述的制备方法制备太阳能电池片;(z2)将太阳能电池片组装得到太阳能组件。与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:(1)本发明将硅片始终以叠加得到的第一硅片叠加结构的形式进行硅片的制绒,能够至少在所述硅片的暴露面形成纳米绒面,省略了单片进行绒面刻蚀的步骤,节省了刻蚀液和刻蚀工艺;(2)本发明在纳米绒面刻蚀时,将贴合面的边缘刻蚀出纳米绒面刻蚀带,能够降低拆片的拉力,降低拆片过程的碎片率;(3)在太阳能电池片的制备过程中,可以选择仍然以第一硅片叠加结构进行扩散、刻蚀等步骤,提高了生产的效率,简化了制备工艺。具体实施方式为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。以下实施例中所使用的硅片尺寸均为156mm×156mm,本领域技术人员可以将其替换为其他尺寸的硅片(如156.75mm×156.75mm、157mm×157mm、161mm×161mm或166mm×166mm等),方法步骤可以不做调整。实施例1一种硅片单面制备纳米绒面的方法,所述方法包括如下步骤:(1)将两片硅片叠加得到第一硅片叠加结构,并将第一硅片叠加结构装载在硅片装载夹具中;(2)将装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入微米绒面刻蚀液(浓度为10wt%的氢氧化钠溶液)中,在70±3℃下浸泡200s,在第一硅片叠加结构暴露面和贴合面均进行硅片的微米绒面刻蚀;对于单片硅片,微米绒面刻蚀液的刻蚀速率为3mg/s;(3a)将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第一纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀,刻蚀速率为0.4mg/s;所述第一纳米绒面刻蚀液中含有5×10-5mol/l的硝酸银、8wt%的氟化氢、10wt%的过氧化氢;(4)对第一硅片叠加结构脱水,脱除暴露面的水,但保留贴合面的水;(5)将梳状的第一真空吸附头插入装载夹具中,并保证每个第一真空吸附头吸住一个第一硅片叠加结构中的一个硅片,然后用第二真空吸附头插入装载夹具,并保证每个第二真空吸附头吸住一个第一硅片叠加结构中的另一个硅片,然后以平行拉力将两片拉开,实现拆片,得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为10~13mm),其余部分为微米绒面的硅片;(6)将硅片的暴露面朝向一致装载在第二硅片装载夹具中,将第二硅片装载夹具浸入去离子水槽中进行清洗。实施例2与实施例1的区别在于,步骤(3a)为:将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第一纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀,刻蚀速率为0.1mg/s;所述第一纳米绒面刻蚀液中含有5×10-5mol/l的硝酸银、0.8wt%的氟化氢、2wt%的过氧化氢。实施例2得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为0.1~1mm),其余部分为微米绒面的硅片。实施例3与实施例1的区别在于,步骤(3a)为:将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第一纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀,刻蚀速率为0.2mg/s;所述第一纳米绒面刻蚀液中含有5×10-5mol/l的硝酸银、3wt%的氟化氢、1wt%的过氧化氢。实施例3得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为3~10mm),其余部分为微米绒面的硅片。实施例4与实施例1的区别在于,步骤(3a)为:将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第一纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀,刻蚀速率为0.6mg/s;所述第一纳米绒面刻蚀液中含有5×10-5mol/l的硝酸银、20wt%的氟化氢、4wt%的过氧化氢。实施例4得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为15~20mm),其余部分为微米绒面的硅片。实施例5与实施例1的区别在于,步骤(3a)为:将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第一纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀,刻蚀速率为0.5mg/s;所述第一纳米绒面刻蚀液中含有5×10-5mol/l的硝酸银、16wt%的氟化氢、3wt%的过氧化氢。实施例5得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为16~18mm),其余部分为微米绒面的硅片。实施例6与实施例1的区别在于,步骤(3a)为:将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第一纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀,刻蚀速率为0.7mg/s;所述第一纳米绒面刻蚀液中含有5×10-5mol/l的硝酸银、22wt%的氟化氢、6wt%的过氧化氢。实施例6得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为22~30mm),其余部分为微米绒面的硅片。实施例7与实施例1的区别在于,步骤(3a)为:(3a)将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第一纳米绒面刻蚀液中,在20±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀,刻蚀速率为0.4mg/s;所述第一纳米绒面刻蚀液中含有5×10-5mol/l的硝酸银、8wt%的氟化氢、10wt%的过氧化氢。实施例7得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为3~10mm),其余部分为微米绒面的硅片。实施例8与实施例1的区别在于,步骤(3a)为:(3a)将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第一纳米绒面刻蚀液中,在40±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀,刻蚀速率为0.6mg/s;所述第一纳米绒面刻蚀液中含有5×10-5mol/l的硝酸银、8wt%的氟化氢、10wt%的过氧化氢。实施例7得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为15~20mm),其余部分为微米绒面的硅片。实施例9一种硅片单面制备纳米绒面的方法,所述方法包括如下步骤:(1)将两片硅片叠加得到第一硅片叠加结构,并将第一硅片叠加结构装载在硅片装载夹具中;(2a)将步骤(1)装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第一纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀,刻蚀速率为0.4mg/s;所述第一纳米绒面刻蚀液中含有5×10-5mol/l的硝酸银、8wt%的氟化氢、10wt%的过氧化氢;(3)对第一硅片叠加结构脱水,脱除暴露面的水,但保留贴合面的水;(4)将梳状的第一真空吸附头插入装载夹具中,并保证每个第一真空吸附头吸住一个第一硅片叠加结构中的一个硅片,然后用第二真空吸附头插入装载夹具,并保证每个第二真空吸附头吸住一个第一硅片叠加结构中的另一个硅片,然后以平行拉力将两片拉开,实现拆片,得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为10~13mm),其余部分为微米绒面的硅片;(5)将硅片的暴露面朝向一致装载在第二硅片装载夹具中,将第二硅片装载夹具浸入去离子水槽中进行清洗。对比例1与实施例1的区别在于,步骤(3a)为:将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第一纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀,刻蚀速率为0.08mg/s;所述第一纳米绒面刻蚀液中含有5×10-5mol/l的硝酸银、0.8wt%的氟化氢、0.05wt%的过氧化氢。对比例1得到一面具有纳米绒面,另一面具有微米绒面的硅片。性能测试一:(1)记录实施例1~4和对比例1步骤(5)拆片过程所使用的平行拉力,并用平行力除以所述装载夹具中装载的硅片的总片数,得到每片硅片的拆片力,并记录至表2;(3)将纳米绒面刻蚀带的宽度同时记录至表2;表2序号边缘宽度(mm)拆片力(n)实施例110~13mm2实施例20.1~1mm6实施例33~10mm3实施例415~20mm2实施例516~18mm2实施例622~30mm5实施例73~10mm3实施例815~20mm2实施例910~13mm2对比例1<0.1mm9从表1可以看出,随着贴合面纳米绒面刻蚀带的出现(实施例1和对比例1对比),拆片力大幅下降,降低了拆片过程的碎片率;而当选择纳米绒面刻蚀速率为0.2~0.6mg/s时,纳米刻蚀带的宽度为1~20mm,拆片力能够降低至2~6n;而当选择纳米绒面刻蚀速率为0.6mg/s以上时,纳米刻蚀带的宽度为20mm以上,拆片力反而增加,从实施例1、7、8的结果可以看出,温度的升高一定程度上增大了纳米刻蚀带的宽度,降低了拆片力;从实施例1、9的结果可以看出,是否进行微米绒面刻蚀,对于边缘宽度和拆片力影响不大。实施例10与实施例1的区别在于,步骤(3a)替换为:(3a’)将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入纳米金属颗粒分散液中,在30±3℃下浸泡100s,在第一硅片叠加结构暴露面吸附纳米金属颗粒;所述纳米金属颗粒分散液中含有5×10-5mol/l的纳米银、1wt%的氟化氢;(3b’)将步骤(3a’)处理后的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第二纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀;所述第二纳米绒面刻蚀液中含有8wt%的氟化氢、15wt%的过氧化氢;在第二纳米绒面刻蚀液中的刻蚀速率为0.4mg/s;实施例10得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为0.5~1mm),其余部分为微米绒面的硅片。实施例11与实施例1的区别在于,步骤(3a)替换为:(3a’)将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入纳米金属颗粒分散液中,在40±3℃下浸泡100s,在第一硅片叠加结构暴露面吸附纳米金属颗粒;所述纳米金属颗粒分散液中含有5×10-6mol/l的纳米银、2wt%的氟化氢;(3b’)将步骤(3a’)处理后的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第二纳米绒面刻蚀液中,在20±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀;所述第二纳米绒面刻蚀液中含有6wt%的氟化氢、18wt%的过氧化氢;在第二纳米绒面刻蚀液中的刻蚀速率为0.2mg/s;;实施例11得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为0.1~0.5mm),其余部分为微米绒面的硅片。实施例12与实施例1的区别在于,步骤(3a)替换为:(3a’)将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入纳米金属颗粒分散液中,在20±3℃下浸泡100s,在第一硅片叠加结构暴露面吸附纳米金属颗粒;所述纳米金属颗粒分散液中含有5×10-3mol/l的纳米银、0.6wt%的氟化氢;(3b’)将步骤(3a’)处理后的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第二纳米绒面刻蚀液中,在40±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀;所述第二纳米绒面刻蚀液中含有9wt%的氟化氢、15wt%的过氧化氢;在第二纳米绒面刻蚀液中的刻蚀速率为0.5mg/s;;实施例12得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为0.5~1mm),其余部分为微米绒面的硅片。实施例13与实施例1的区别在于,步骤(3a)替换为:(3a’)将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入纳米金属颗粒分散液中,在30±3℃下浸泡100s,在第一硅片叠加结构暴露面吸附纳米金属颗粒;所述纳米金属颗粒分散液中含有5×10-5mol/l的纳米银、1wt%的氟化氢;(3b’)将步骤(3a’)处理后的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第二纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀;所述第二纳米绒面刻蚀液中含有9wt%的氟化氢、18wt%的过氧化氢;在第二纳米绒面刻蚀液中的刻蚀速率为0.6mg/s;实施例13得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为0.5~1mm),其余部分为微米绒面的硅片。实施例14与实施例9的区别在于,步骤(2a)替换为:(2a’)将步骤(1)的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入纳米金属颗粒分散液中,在30±3℃下浸泡50s,在第一硅片叠加结构暴露面吸附纳米金属颗粒;所述纳米金属颗粒分散液中含有5×10-5mol/l的纳米银、1wt%的氟化氢;(2b’)将步骤(3a’)处理后的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第二纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀;所述第二纳米绒面刻蚀液中含有8wt%的氟化氢、15wt%的过氧化氢;在第二纳米绒面刻蚀液中的刻蚀速率为0.4mg/s;实施例10得到一面具有纳米绒面,另一面边缘具有纳米绒面刻蚀带(宽度为0.5~1mm),其余部分为微米绒面的硅片。对比例2与实施例1的区别在于,步骤(3a)替换为:(3a’)将步骤(2)刻蚀完的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入纳米金属颗粒分散液中,在30±3℃下浸泡100s,在第一硅片叠加结构暴露面吸附纳米金属颗粒;所述纳米金属颗粒分散液中含有1×10-3mol/l的纳米银、2wt%的氟化氢;(3b’)将步骤(3a’)处理后的装载有第一硅片叠加结构的硅片装载夹具浸入第二纳米绒面刻蚀液中,在30±3℃下浸泡200s,进行第一硅片叠加结构暴露面的纳米绒面刻蚀;所述第二纳米绒面刻蚀液中含有10wt%的氟化氢、35wt%的过氧化氢;在第二纳米绒面刻蚀液中的刻蚀速率为0.1mg/s;对比例2得到一面具有纳米绒面,另一面为微米绒面的硅片。性能测试二:(1)记录实施例9~12和对比例2步骤(5)拆片过程所使用的平行拉力,并用平行力除以所述装载夹具中装载的硅片的总片数,得到每片硅片的拆片力,并记录至表2;(3)将纳米绒面刻蚀带的宽度同时记录至表2;表2序号边缘宽度(mm)拆片力(n)实施例100.5~1mm5实施例110.1~0.5mm6实施例120.5~1mm5实施例130.5~1mm5实施例140.5~1mm5对比例2<0.1mm9从表2可以看出,对于两步法刻蚀,当选择纳米绒面刻蚀速率为0.4~0.6mg/s时,纳米刻蚀带的宽度为1~13mm,拆片力能够降低至5~6n;而当反应速率相同时,二步法得到的纳米刻蚀带的宽度相较于一步法更小,拆片力更大;从实施例10、13的结果可以看出,是否进行微米绒面刻蚀,对于边缘宽度和拆片力影响不大。申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属
技术领域
的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。当前第1页12
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