专利名称：一种晶硅表面的制绒方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池制造工艺领域，特别是一种利用磨砂进行晶硅表面的制绒方法。
背景技术：
当前太阳电池的主流仍然是晶硅太阳能电池，其原理是在晶硅衬底上通过扩散的 方式形成PN结，太阳光通过窗口层照射到PN结，内建电场使得光照产生的光生空穴电子对 分离，从而形成非平衡载流子，产生电流。晶体硅太阳电池的制作过程中，为了提高其转换 效率，有表面制绒、制作减反射层等各种技术都有应用。制绒是指通过一定的手段在晶硅的 表面产生凹凸不平的绒面，制成的晶硅片结构可以使入射光在其中多次反射，增加对入射 光的吸收，获得良好的表面减反射效果，并且对硅片的损伤影响较小。这样可以解决困扰晶 硅电池的制绒问题，可以获得远小于纯化学制绒的硅片表面反射率，对提高多晶硅太阳电 池的光吸收以及光电转换效率有着重要作用。目前的制绒工艺中，主要是一湿法制绒为主，还有少量的厂家开发出干法制绒的 工艺。湿式法的优点是成本比较低，易于大规模生产，但是需要比较厚的硅片，同时在酸 或碱腐蚀的过程中会产生大量的废气和废液，这些反应废弃物的处理比较麻烦，成本也会 相对提高；干式法可以使用比较薄的硅片，但是其设备的成本比较高，产能也相对比较低。
发明内容
发明目的本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种晶硅表 面的制绒方法。技术方案本发明公开了一种晶硅表面的制绒方法，包括以下步骤将晶硅位置固定；使用混有磨砂的高压气体喷射晶硅表面，直到晶硅表面制绒完成。本发明中，所述磨砂显微硬度大于2800kg/mm2，可以为金刚砂、金刚石及其相近硬 度材料的颗粒，均在本发明保护范围之内。本发明中，优选地，所述磨砂为带有棱角的金刚砂颗粒。本发明中，优选地，所述金刚砂颗粒粒径为0. 1 0. 5mm。本发明中，优选地，所述混有磨砂的高压气体以3 7. 5m/s的速度喷射。本发明中，优选地，所述有磨砂的高压气体以30 70度的倾角喷射。本发明中，优选地，所述晶硅厚度大于140微米。本发明中，优选地，采用真空吸附法将晶硅位置固定。本发明所提出的新型晶硅太阳电池制绒方法，是采用带金刚砂的高压气流喷射硅 片表面，金刚砂在硅片表面溅射，对硅片的表面进行破坏。在高压气流规律性的喷射作用 下，硅片表面的硅颗粒被轰击脱离硅片，由于晶体的各向异性，在外界盈利的作用下很容易在轰击下出现小颗粒脱落的现象，形成不平整的绒面增加光在晶硅体内的光程，减少光反 射损失。 本发明所公开的制绒方式采用无毒无害的微细金刚砂颗粒在高压气流的冲击下， 喷射硅片，在硅片上产生规则的凹凸不平的绒面。其制作方式相对简单，过程中没有有毒有 害物质产生，其反应后的金刚砂与硅的颗粒混合物经过分离后可以重复使用，不仅可以节 约材料和成本，更有利于环境保护。有益效果本发明提出一种晶硅表面制绒的方法，使得晶体硅太阳电池的表面织 构化，产生金字塔结构的绒面，增加光在晶硅体内的光程，减少光反射损失。并且能够降低 目前电池工艺中制绒技术成本。同时具有设备成本低，工艺简单，制备速度快，可量产，生产 良率高等优点。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和 /或其他方面的优点将会变得更加清楚。图示为本发明的工作结构示意图。
具体实施例方式如图所示，本发明公开了晶硅表面制绒的方法首先将一定厚度的硅片1(厚度影 响成本，由制造者决定定)用真空吸附在的固定水平的平台2上，对于真空吸附的方法，在 平整的在台表面上留有数个小孔5，当硅片置于载台后开始在硅片的背表面吸真空，其真空 吸力足以固定硅片不会产生位移，将细号粒径为0. 1 0. 5mm的金刚砂3以一定的角度及 压力透过喷嘴4喷向硅片，并朝一定的方向(如由左到右)单次或数次喷射，形成硅片表面 绒面制备。其规格足以达到减少太阳光反射的目的，之后，以洁净水及清洁干燥气体先后清 洁硅片表面，完成绒面制备。本发明中金刚砂在喷射过硅片后，产生金刚砂和硅颗粒的混合物，这些可以通过 金刚砂和硅颗粒的比重的区别分离，经过清洁，这些金刚砂可以继续使用，对工艺的成本降 低起很大的作用。实施例1 本实施例的具体方案为首先采用特制的载台，如铁氟龙材质的载台，在载台上通 过真空吸附的方式，将硅片固定在载台上，防止后续的高压流体冲击使硅片产生位移甚至 脱离载台，导致后续动作无法进行；对于硅片本身的特性无特别要求，只是根据后续的工艺 要求来决定硅片本身的特性，通常采用220微米左右的硅片进行加工，但是本发明的特点 就是可以对薄硅片进行加工，在140微米以上的硅片加工无破裂问题出现。在完成硅片固 定后，可以采用高压气体携带金刚砂的方式，在硅片上部，以一定的角度进行喷射，在喷射 的过程中，可以往返运动，保证产生比较满意的绒面。在高压气体的产生装置选择上，可以 采用高压气体产生装置通过在喷出的过程中混入金刚砂实现，这样会使得制绒的速度和效 果都有更好的提升。在本发明中，为了提高生产效率，可以采用多个喷头的方式，这样可以 实现多片硅片的批量生产。在完成制绒之后，硅片通过用去离子水去除残余的金刚砂及硅 颗粒，再用洁净气体清洁干燥之后即可以完成本工序，进入太阳电池的其他生产工序中进行生产。实施例2 最佳方案为首先在铁氟龙材质的载台上通过真空吸附的方式固定硅片，采用多 喷头排列(视生产规模而定，如对于一片125X 125的硅片，考虑使用9个喷嘴密集排列为 佳)的方式，通过超声波装置与高压气体混合金刚砂。其球径约为0. 1 .5mm，非球状，以 带有一定棱角为佳。以30 70度倾角的角度和3 7. 5m/s的速度喷射硅片，喷头往复运 动几次，获得最佳的绒面效果。完成后，采用去离子水、洁净干燥氮气按顺序清洁硅片，最终 转入下一道工序，完成太阳电池的生产。本发明所公开的方法可以用于单晶硅电池的制绒工艺中，对于单晶硅电池的生 产，本工艺可以获得很好的制绒效果，对提高电池转换效率有很大的益处。同时可以降低单 晶硅太阳电池的生产成本。本发明所公开的方法可以用于多晶硅电池的制绒工艺中，对于多晶硅电池的生 产，本工艺可以获得很好的制绒效果，对提高电池转换效率有很大的益处。同时可以降低单 晶硅太阳电池的生产成本。
本发明所公开的方法可以适用于在类似于硅片，如砷化镓片，氮化镓片，锗片及锗 硅片上进行的制绒方式。对上述的电池片制绒方法跟前述一致。本发明提供了一种晶硅表面的制绒方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方 法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
权利要求
一种晶硅表面的制绒方法，其特征在于，包括以下步骤将晶硅位置固定；使用混有磨砂的高压气体喷射晶硅表面，直到晶硅表面制绒完成。
2.根据权利要求1所述的一种晶硅表面的制绒方法，其特征在于，所述磨砂为带有棱 角的金刚砂颗粒。
3.根据权利要求2所述的一种晶硅表面的制绒方法，其特征在于，所述金刚砂颗粒粒 径为0. 1 0. 5mm。
4.根据权利要求1所述的一种晶硅表面的制绒方法，其特征在于，所述混有磨砂的高 压气体以3 7. 5m/s的速度喷射。
5.根据权利要求1所述的一种晶硅表面的制绒方法，其特征在于，所述有磨砂的高压 气体以30 70度的倾角喷射。
6.根据权利要求1所述的一种晶硅表面的制绒方法，其特征在于，所述晶硅厚度大于 140微米。
7.根据权利要求1所述的一种晶硅表面的制绒方法，其特征在于，采用真空吸附法将 晶硅位置固定。
8.根据权利要求1所述的一种晶硅表面的制绒方法，其特征在于，所述磨砂显微硬度 大于 2800kg/mm2。
全文摘要
本发明公开了一种晶硅表面的制绒方法，包括以下步骤采用真空吸附法将晶硅固定；使用混有磨砂的高压气体喷射晶硅表面，直到晶硅表面制绒完成。本发明提出的晶硅表面制绒的方法，使得晶体硅太阳电池的表面织构化，产生金字塔结构的绒面，增加光在晶硅体内的光程，减少光反射损失。并且能够降低目前电池工艺中制绒技术成本。同时具有设备成本低，工艺简单，制备速度快，可量产，生产良率高等优点。
文档编号H01L31/18GK101814550SQ200910264858
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者张宏勇, 王义新, 郑振生 申请人:江苏华创光电科技有限公司