专利名称：一种晶体硅片表面处理的方法
技术领域：
本发明是有关在生产太阳能电池过程中晶体硅片表面的处理方法，特别是有关在晶体硅片表面制备绒面的技术。本发明的表面处理技术具有适用性广，绒面尺寸小，生产成本低，以及制绒时间短等优点。
背景技术：
随着地球上已知的不可再生能源，例如煤，石油等，不断地减少，可再生能源的开发和利用越来越受到人们的重视。把太阳能转换为电能的太阳能电池技术是目前可再生能源利用的主要技术之一。其中，晶体硅太阳能电池是各种太阳能电池技术中应用最广泛的太阳能电池。 晶体硅太阳能电池是把太阳能直接转换为电能的一种器件。与其它类型的太阳能电池相比，晶体硅太阳能电池具有转换效率高，使用寿命长，维护成本低等优点。晶体硅太阳能电池目前占整个太阳能电池市场80%以上。但是，即使如此，太阳能电池目前所产生的电能占整个电能的消耗量还是微不足道。其主要原因是太阳能电池目前发电成本比传统非可再生能源的发电成本高。因此，降低太阳能电池的发电成本有着非常重要的意义。降低太阳能电池的发电成本主要有二个方面，一是降低太阳能电池的生产成本，二是提高太阳能电池的光电转换效率。降低生产太阳能电池原材料的成本是降低太阳能电池的生产成本主要措施之一。由于晶体硅片的成本占据了 50%以上的太阳能电池的生产成本，因此，降低晶体硅片的成本是最有效地降低太阳能电池的生产成本途径之一。目前用于大规模生产的晶体硅片主要有二种，直拉单晶硅片和铸造多晶硅片。专利CN200510059736. 7和CN200910145225. 5分别描述了直拉单晶硅和铸造多晶硅的生产方法。由直拉单晶硅切片而成的单晶硅片所制备的太阳能电池的光电转换效率最高。尽管铸造多晶硅片的生产成本比直拉单晶硅片的生产成本低，但采用铸造多晶硅片生产的太阳能电池的光电转换效率相对比较低。如专利CN200910099992. 7所描述的铸造单晶是最近被逐渐引起光伏界重视的一
种单晶娃片的生广方法。相对于直拉单晶娃和铸造多晶娃，铸造单晶娃具有晶体尺寸远大于直拉单晶硅，能耗低，仅为直拉单晶硅的25%，可用面积大，正方形，无圆弧边角料等优点。在被逐渐引起光伏界重视的同时，铸造单晶硅技术的一些问题也逐渐暴露出来。铸造单晶硅太阳能电池的外观和转换效率之间的矛盾是其中的一个问题。在铸造单晶硅的生产过程中，由于各种因素的影响，在一个硅铸锭中，有一部分是多晶娃。这就使得铸造单晶娃淀在被切片后，在同一铸造单晶娃片上同时存在单晶娃区域和多晶娃区域。在一片铸造单晶硅片上同时存在单晶硅区域和多晶硅区域的事实给生产太阳能电池带来困难。如果采用传统单晶硅片制绒方法对铸造单晶硅片实施制绒，即碱溶液制绒方法，在制绒后的铸造单晶硅片上，单晶硅区域的的反射率在10到11%之间。而在多晶硅区域，反射率可高达20%以上。或者说，铸造单晶硅片在经过碱溶液制绒后会产生很大的反射光反差，严重影响了由铸造单晶硅片太阳能电池所生产的太阳能电池组件的外观。如果采用传统多晶硅片的制绒方法，即采用酸溶液制绒的方法对铸造单晶硅片实施制绒，尽管单晶硅区域和多晶硅区域的反射率之差可以得到大大改善，但是由于单晶硅区域的反射率的提高，单片的铸造单晶硅片太阳能电池的光电转换率也随之下降。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明的技术方案提供一种新的晶体硅片的制绒方法。
本发明的目的之一，是寻求一种铸造单晶硅片的制绒方法，该制绒方法保留了在铸造单晶硅片上单晶区域生成正金字塔的绒面，同时降低在铸造单晶硅片上多晶硅区域的反射率。本发明的另一个目的是开发一种碱性溶液各向异性制绒腐蚀铸造多晶硅的技术，使铸造多晶硅在实施碱性溶液各向异性腐蚀制绒后，其反射率比酸性溶液腐蚀后的反射率低。本发明的进一步目的是，借助于以上二项技术的开发，发明一种制绒工艺，该制绒工艺可以适用于各种类型的晶体硅片，为大规模生产太阳能电池提供方便和降低成本。本发明的最后一个目的是，缩短在大规模生产太阳能电池过程中制备绒面所需要的时间。本发明提供了一种晶体硅片的绒面制备方法。本发明的制绒方法可以在晶体硅片的表面上制备出尺寸小于2微米的绒面。优化的本发明制绒条件可以使晶体硅表面的绒面尺寸在O. 5到I. 5微米之间。本发明发现，单晶硅片和多晶硅片在实施碱性化学溶液各向异性腐蚀制绒后的反射率差别，可以随着绒面尺寸的减小而减弱。因此，本发明公开了一种制绒方法，该方法可以在晶体硅片的表面上制备出绒面尺寸小于2微米的小绒面。由于存在各种晶向，在实施碱性溶液各向异性腐蚀制绒后，多晶硅表面生成倾斜角度不一的非正金字塔。这些非正金字塔的反射率随着倾斜角度的增大而增大。随着这些非正金字塔的尺寸的减小，倾斜角度所造成的反射率差也随之减弱，即各晶向之间反射率的差异变的不再那么明显。本发明公开了一种制绒方法，该方法首先采用化学腐蚀的方法把晶体硅片表面抛光，或者说，降低晶体硅片的表面粗糙度，然后在抛光后的晶体硅片表面上实施制绒。本发明的优点之一是，本发明的制绒方法适用于所有类型的晶体硅片。例如，本发明既适用于直拉单晶硅片，也适用于铸造单晶硅片和铸造多晶硅片。其中，在铸造单晶硅片中，多晶娃的面积占整个铸造单晶娃片的面积1%到99%。同时，本发明适用于各种惨杂的晶体硅片，例如N型晶体硅片和P型晶体硅片。本发明的化学溶液腐蚀抛光晶体硅片的目的之一是缩短制绒时间。缩短制绒时间是在晶体硅片表面生成2微米以下的绒面的关键技术之一。晶体硅片表面上的绒面尺寸越小，由于多晶硅的各种晶向所造成的反射率差会被减弱。本发明的化学溶液腐蚀抛光晶体硅片另一个目的是降低晶体硅表面的反射率。大量的工业实践证明，制绒后的晶体硅表面反射率随着绒面尺寸的减小而增大。这种现象在绒面尺寸小于3微米后变得更加明显。产生这种现象的主要原因是晶体硅片表面的不平整性，从而造成垂直入射光不能在所有的绒面上产生二次反射。采用本法明的化学溶液腐蚀抛光晶体硅片表面后，晶体硅表面的不平整性得到了有效地解决。因此，本发明的制绒技术可以有效地降低晶体硅片表面的反射率。本发明的制绒步骤是在晶体硅片表面被化学溶液腐蚀抛光后实施。由于晶体硅片表面具有良好的平整性，在不影响反射率的前提下，可以任意的减小绒面的尺寸。本发明证实，晶体硅片表面的绒面尺寸逐渐减小后，在非正金字塔绒面中，由于倾斜角度不同所造成的反射率差也随之减弱。同样，正金字塔和非正金字塔之间的反射率的差别也逐渐减弱，或者说，它们之间的区别可以被忽略。因此，铸造单晶硅片在采用本发明的制绒方法制绒后，在其单晶硅区域生成的正金字塔，保留了碱性溶液单晶制绒的优点。铸造单晶硅片上的多晶硅区域，在采用本发明的制绒方法后，生成倾斜角度不同的非正金字塔。由于这些非正金字塔的尺寸非常小，反射率低，它们与正金字塔之间反射率差 可以被忽略。本发明的进一步优点是，本发明的化学溶液各向异性腐蚀制绒时间，与传统的单晶硅片的制绒时间相比，可以明显地被缩短。本发明的制绒方法可以把晶体硅片的的制绒时间缩短到15分钟以内。本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤不受各晶向的腐蚀速率不同的限制。如果本发明使用碱性溶液抛光，碱性溶液的浓度和抛光温度可以任意地被提高。事实上，本发明的碱性溶液腐蚀抛光步骤正是利用了碱性溶液腐蚀在高浓度和高温的条件下，各晶向的腐蚀速率基本相同这个特征，来实现碱性溶液腐蚀抛光过程。本发明优化的碱性溶液抛光时间在2到10分钟之间。本发明的另一个优点是，本发明的抛光步骤可以用酸性溶液腐蚀来实现。用酸性溶液腐蚀抛光晶体硅片不仅可以使腐蚀抛光在常温下反应，而且抛光腐蚀反应在I到2分钟之内就可以完成，大大缩短了晶硅片硅的整个制绒时间。本发明的腐蚀抛光步骤提供了在晶体硅片表面上生成小尺寸绒面的必要条件。晶体硅片在被化学溶液腐蚀抛光之后，不仅由切割硅片过程所产生的损伤层被腐蚀干净，更主要的是，降低了晶体硅片的表面粗糙度。因此，该抛光后的晶体硅片在被实施制绒时，整个表面同时均匀地开始生成绒面。或者说，在被化学溶液腐蚀抛光后的晶体硅片上实施制绒步骤，各向异性的腐蚀反应在整个晶体硅片表面同时开始。本发明的各向异性腐蚀反应在整个晶体硅表面同时均匀地开始的特性，确保了本发明能够生成尺寸小而均匀的金字塔绒面。进一步，由于有效绒面同时开始生成，以及绒面尺寸小，因此制绒时间可以被大幅度的缩短。在一般条件下，本发明的制绒步骤只需5分钟左右。本发明的一个重要优点是，本发明的制绒技术适用于任何类型的晶体硅片。很显然，本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤适用于任何类型的晶体硅片。无论是直拉单晶硅片，铸造多晶硅片，铸造单晶硅片，甚至带硅硅片，在经过了本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，这些晶体硅片表面都将被抛光。或者说，任何一种晶体硅片在被实施本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，它们的表面特征是相同的。经过本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，在实施本发明的制绒步骤时，小尺寸的绒面在晶体硅片表面同时生成。对于各种不同的晶体硅片，根据它们各自的晶向特征，在经过制绒步骤后生成正金字塔或具有不同倾斜角的非正金字塔。由于这些金字塔的尺寸都很小，因此，由倾斜角度不同所造成的反射率的不同的差距会大大缩小。即本发明的晶体硅制绒方法可以适用于任何一种晶体硅片。本发明进一步发现，已被减弱的不同倾斜角度的金字塔的反射率之差，在太阳能电池被层压后会继续减小，或者说，可以忽略不计。这种现象的主要原因是一部分在倾斜的金字塔上所产生的反射光在上玻璃表面的作用下，产生了全反射效应。对于铸造单晶硅片来说，经过本发明的制绒方法处理，单晶硅区域的正金字塔与多晶硅区域的非正金字塔之间的反射率不同，在层压成太阳能电池组件后，可以忽略不计。
图I展示了经过本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，单晶硅区域的反射率和多晶 硅区域的反射率。图2展示了经过本发明的化学溶液腐蚀制绒步骤后，在单晶硅区域所生成的正金字塔。图3展示经过本发明的化学溶液腐蚀制绒步骤后，在多晶硅区域所生成的非正金字塔。图4展示了了经过本发明的化学溶液腐蚀制绒步骤后，单晶硅区域的反射率和多晶硅区域的反射率。
具体实施例方式在以下的描述中，为了解释目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解，但并不是用以限制本发明。在本发明制备绒面的方法中，首先是对晶体硅片实施化学溶液各向同性腐蚀抛光步骤，降低其表面粗糙度。或者说，是采用化学溶液腐蚀的方法，降低晶体硅片的表面粗糙度。本发明的降低晶体硅片表面粗糙度的步骤，是一个依次完成晶体硅片表面有机或无机污染物的清洗，晶体硅片表面损伤层的清洗，以及最后降低晶体硅片表面粗糙度的腐蚀过程。晶体硅片的表面粗糙度越低，其表面就越光滑，即对晶体硅表面抛光。因此，本发明的降低晶体硅片表面粗糙度的腐蚀步骤可以被描述为化学溶液腐蚀抛光步骤。晶体硅片的表面粗糙度越低，其对入射光的反射率就越高。因此，本发明的降低晶体硅片表面粗糙度的腐蚀步骤也可以被描述为提高晶体硅片表面反射率的步骤。晶体硅片表面在被操作的过程中，例如，被包装和卸装时，不可避免的会被各种有机物和无机物污染。这些污染物存在于晶体硅片的最外层。所以，这些污染物在本发明的降低硅片表面粗糙度的腐蚀过程中，首先被腐蚀，或者说，首先被清洗。在制备晶体硅片的过程中，晶体硅片表面的晶体受到不同程度的损伤。被损伤的晶体硅片表面被称之为晶体硅片表面损伤层。该表面损伤层事实上是具有各种缺陷的晶体硅。在化学腐蚀过程中，晶体硅片被腐蚀速率取决于晶体硅的晶体质量。或者说，具有缺陷的损伤层，例如微裂和错位等，被腐蚀的速率大于具有完美晶格的晶体硅。因此，在本发明的降低晶体硅片表面粗糙度的腐蚀过程中，在以上所述的污染物被清洗后，晶体硅片表面的损伤层随之被清洗。在晶体硅片表面的损伤层被清洗之后，晶体硅片表面的粗糙度仍然相当高。这些粗糙度主要是由于在制备晶体硅片的过程中，切割线和碳化硅颗粒与晶体硅片之间的剧烈摩擦所造成的。本发明的降低硅片表面粗糙度的腐蚀过程在完成了对晶体硅片表面清洗和晶体硅表面损伤层清洗之后，继续对晶体硅片腐蚀，以实现降低硅片表面粗糙度的目的。事实上，本发明是利用了化学腐蚀溶液在高低不平的晶体硅片表面的溶度差来实现降低硅片表面粗糙度的目的。受到化学腐蚀溶液的传质速率的影响，在晶体硅表面凸出部分的化学腐蚀溶液的浓度要大于其在凹陷部分表面的浓度。因此，晶体硅表面的凸出部分的腐蚀速率比其在凹陷部分的腐蚀速率要快，使晶体硅片在经过进一步的腐蚀后，晶体硅片表面粗糙度被逐渐降低。本发明的化学溶液腐蚀过程可以使用碱性溶液。所谓的碱性溶溶液是指氢氧根离子的浓度大于氢离子浓度的水溶液。本发明优化的碱性溶液可以是无机碱溶液，例如氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液。也可以是有机碱溶液，例如四甲基氢氧化氨的水溶液。在一些情况下，碱性溶液还可以是各种碱性溶液的混合物，例如，氢氧化钠与四甲基氢氧化氨的混 合碱性溶液。优化的本发明的碱性溶液腐蚀条件是，该条件能够最大化地降低晶体硅片的各个晶向在被腐蚀时其各晶向之间的腐蚀速率的差别，从而达到降低晶体硅表面粗糙度的目的。为了有效地降低晶体硅的表面粗糙度，在本发明的碱性溶液腐蚀过程中，碱性溶液的浓度可以在1%到40%重量浓度之间。本发明优化的碱性溶液的浓度在5%到20%之间。本发明的碱性溶液腐蚀温度可以在40到100度之间。优化的腐蚀温度可以在60到85度之间。碱性溶液腐蚀时间可以在I分钟到30分钟之间，优化的碱性溶液腐蚀时间可以在2分钟到10分钟之间。为了更有效的降低晶体硅的表面粗糙度，提高晶体硅表面的平整性，在其它一些本发明的碱性溶液腐蚀晶体硅片的步骤实例中，可以加入一种或几种添加剂。该添加剂能帮助减弱晶体硅片各个晶向腐蚀速率不同的特征，使晶体硅片的各个晶向在添加剂的作用下，被腐蚀的速率趋于一致，从而得到平整的晶体硅片表面。或者说，生成低表面粗糙度的晶体娃片表面。本发明的降低晶体硅片表面粗糙度的步骤也可以采用酸性溶液来实施。本发明所述的酸性溶液是指氢氧根离子的浓度小于氢离子浓度的水溶液。本发明的酸性溶液是氢氟酸和其它具有氧化特性的酸，或者盐的混合物。例如，氢氟酸与硝酸的混合物。所谓具有氧化特性的酸可以是硝酸，硫酸等。本发明的酸性溶液也可以采用氢氟酸与其它具有氧化特性的盐混合物。例如，氢氟酸与高锰酸钾或者是铬酸的混合物。在降低表面粗糙度的化学腐蚀过程中，氢氟酸的浓度可以控制在3%到40%之间。优化的氢氟酸浓度在5%到30%之间。具有氧化特性的酸和盐的浓度一般可以控制在20%到50%之间。在采用酸性溶液化学腐蚀降低晶体硅片表面粗糙度的步骤中，腐蚀温度一般可以控制在O到40度。优化的腐蚀温度可以控制在3到30度。腐蚀时间一般在I到20分钟之间。优化的腐蚀时间在2到10分钟之间。
为了更有效的降低晶体硅的表面粗糙度，提高晶体硅表面的平整性，在其它一些本发明的酸性溶液腐蚀晶体硅片的步骤实例中，可以加入一种或几种添加剂。该添加剂能增加酸性溶液在晶体硅表面的氧化速度，从而得到更平整的晶体硅片表面。或者说，生成更低表面粗糙度的晶体硅片表面。本发明的降低晶体硅片表面粗糙度步骤，是确保缩小单晶硅区域和多晶硅区域之间在制绒过程后反射率差别的一个重要过程。晶体硅的表面粗糙度在本发明的制绒过程中发挥重要作用。晶体硅片的表面粗糙度越小，在制绒过程中就越容易生成小尺寸的绒面。更重要的是，晶体硅片的表面粗糙度越小，在制绒过程后的绒面更趋于均匀。绒面尺寸小而均匀是缩小单晶硅片和多晶硅片之间反射率之差的主要原因之一。或者说，本发明的降低表面粗糙度的步骤，是为制备小尺寸，均匀性好的绒面所做的必要准备。经过本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，晶体硅表面的粗糙度小于I微米。优化的晶体硅片表面粗糙度，经过本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，在O. 8微米以下。
经过本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，由于晶体硅片表面粗糙度被降低，因此晶体硅片表面的平均反射率在25%以上。图I展示了经过本发明优化的化学溶液腐蚀抛光步骤后，在多晶硅区域和单晶硅区域的反射率。经过本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，在一片单晶硅区域和多晶硅区域共存的铸造单晶硅片上，无论在单晶硅区域，还是在多晶硅区域，其表面粗糙度基本一致。也就是说，在经过本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，铸造单晶硅片上的单晶硅区域和多晶硅区域的表面特征基本一致。通过以上对本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤的详细描述，可以显而易见的发现，由于在经过本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，尽管单晶硅片和多晶硅片存在着晶向不同，但它们之间的表面粗糙度是一致的。因此，本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤适用于任何形式的晶体硅片和任何形式的切片工艺所制备的晶体硅片。换句话说，任何形式的晶体硅片和任何形式的切片工艺所生成的硅片，在经过本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，其表面形貌和表面特征基本一致。在经过本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后，由于整个晶体硅片的表面特征一致，有利于在后续的制绒过程中，生成尺寸小，并且均匀的的绒面，有利于缩小由于反射率的差异所造成的单晶硅片和多晶硅片之间的差别。在经过本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤后的晶体硅片，可以直接被实施本发明的第二步，制绒步骤。在实施本发明的制绒步骤之前，也可以对晶体硅片实施去离子水清洗。在制绒步骤之前实施去离子水清洗的优点是，能确保所有晶体硅片在被实施制绒步骤之前，其表面状态一致，避免反应槽之间的交叉污染，以及晶体硅片过长时间的暴露在化学溶液中。本发明的制绒步骤是一个用碱性溶液各向异性腐蚀制绒过程。所谓的碱性溶液是指氢氧根离子的浓度大于氢离子浓度的水溶液。例如，氢氧化钠水溶液，氢氧化钾水溶液，和四甲基氢氧化氨水溶液，或者它们之间的混合物。优化的本发明的碱性溶液制绒条件是，该制绒条件能够最大化地提高晶体硅片的各个晶向在被腐蚀时，其各晶向之间的腐蚀速率的差别，从而迅速生成小尺寸并且均匀的绒面。
在本发明的制绒步骤中，碱性溶液的质量浓度可控制在O. 5%到5%之间。优化的碱性溶液浓度可控制在1%到3%之间。在本发明的制绒步骤中，制绒温度可控制在60到100度之间。优化的的碱制绒温度可控制在70度到90度之间。在本发明的制绒步骤中，制绒时间可控制在3分钟20分钟之间。优化的的碱制绒时间在4分钟到15分钟之间。在本发明的制绒步骤中，为了达到更好的制绒效果，至少需要在本发明的碱性溶液中加入一种制绒添加剂，例如，在本发明的制绒过程中加入聚乙二醇的碱溶液和异丙醇后，所生成的绒面会更小和更均匀。本发明的重要优点之一是，由于在制绒步骤前，晶体硅片的表面已被抛光，因此本
发明的制绒步骤所需的时间可以比传统制绒方法的制绒时间有大幅度的缩短。本发明的制绒时间可以比传统制绒方法的制绒时间缩短四分之一左右。由于本发明的制绒步骤时间明显的短于采用传统方法的制绒时间，因此即使加上本发明的化学溶液腐蚀抛光步骤的时间，本发明的制绒方法总消耗时间比采用传统制绒方法要明显缩短。本发明优化的制绒方法所需要的总时间一般在5到15分钟之间。本发明的另一个重要优点是，本发明的制绒方法可以制备出平均尺寸小于2微米的均匀绒面。由于本发明的制绒步骤是在抛光步骤后实施的，因此可以大大缩短制绒时间，为减小制绒后的绒面尺寸提供了良好条件。本发明优化的绒面尺寸在O. 5到2微米。图2展示了在铸造单晶硅片中单晶硅区域的绒面型态。图3展示了在铸造单晶硅片中多晶硅区域的绒面型态。从图2可以看出，在经过本发明制绒步骤后，单晶硅区域生成尺寸为小于2微米的正金字塔。当太阳光垂直入射到这些正金字塔上后，产生2次反射。单晶硅区域的反射率可以降低至10%左右。而在多晶硅区域，由于存在各种晶向，根据各晶向腐蚀速率不同的特征，如图3所示，在多晶区域生成的是具有不同倾斜角度的非正金字塔。随着倾斜角度的增大，2次反射的条件被逐渐减弱，这就是为什么在多晶硅区域反射率高的主要原因。图4是铸造单晶硅片在经过本发明的制绒步骤之后，其单晶硅区域的反射率和多晶硅区域的反射率的比较。在单晶硅区域的反射率与采用传统的制绒工艺后的反射率相当，反射率的最低点在10%左右。而在多晶硅区域的反射率，在采用了本发明的制绒方法后，非常接近于单晶硅区域的反射率。或者说，采用了本发明的制绒方法后，单晶硅区域的反射率和多晶硅区域的反射率接近，减小了单晶硅区域和多晶硅区域之间的色差。当同时存在单晶硅区域和多晶硅区域的铸造单晶硅片，采用本发明的制绒方法后所制备成太阳能电池，其单晶硅区域和多晶硅区域之间的色差，在被层压后可以得到进一步的减弱。由于在多晶硅区域生成非正金字塔，太阳光在倾斜的金字塔上所产生反射光的反射角会大于临界角，所以在这些倾斜的金字塔上的反射光会在玻璃上表面发生全反射，进一步减少了由于金字塔的倾斜角度不同所造成的反射率差。因此，采用本发明的制绒方法所制备太阳能电池在被层压后，单晶区域和多晶区域的反射率的差别被进一步的缩小。或者说，铸造单晶硅片在采用本发明的制绒方法后所制备的太阳能电池在被层压后，不会产生明显的反射率差别。
实施例I
配置20%重量百分比的四甲基氢氧化氨溶液作为腐蚀抛光溶液，把腐蚀抛光溶液加热到90度待用。配置I. 5%重量百分比的氢氧化钠溶液作为腐蚀制绒溶液,把腐蚀制绒加热到78度后加入适量异丙醇和制绒添加剂待用。把含有30%多晶硅区域的铸造单晶硅片放入腐蚀抛光溶液。5分钟后把该铸造单晶硅片在从腐蚀抛光溶液中取出，然后放入腐蚀制绒溶液。制绒7分钟后取出并用去离子水洗净。测得在单晶硅区域的平均反射率为9. 9%，多晶硅区域的平均反射率为18%。该铸造单晶硅片被制备成太阳能电池，测得该太阳能电池的光电转换效率为18. 2%,其中，开路电压，短路电流和品质因子分别为631晕·伏,36. 5晕安/平方厘米和78. 9%。实施例2
配制20*%重量百分比氢氟酸，45%重量百分比的硝酸和20%重量百分比的醋酸混合溶液作为腐蚀抛光溶液，把该腐蚀抛光溶液的温度保持在5度待用。配置I. 5%重量百分比的氢氧化钾溶液作为腐蚀制绒溶液，把该腐蚀制绒溶液加热到75度后加入适量制绒添加剂待用。把多晶硅片放入腐蚀抛光溶液。该多晶硅片在2分钟后从腐蚀抛光溶液中取出，经过去离子水清洗后放入腐蚀制绒溶液。制绒10分钟后取出并用去离子水洗净。测得平均反射率为19%。多晶硅片被制备成太阳能电池，测得该太阳能电池的光电转换效率为16.8%，其中，开路电压，短路电流和品质因子分别为621晕伏,34. 5晕安/平方厘米和78. 3%。实施例3
配置5%重量百分比的氢氧化钠溶液作为腐蚀抛光溶液，把腐蚀抛光溶液加热到85度待用。配置2%的四甲基氢氧化氨溶液作为腐蚀制绒溶液，把腐蚀制绒加热到80度后加入适量异丙醇和制绒添加剂待用。把单晶硅片放入腐蚀抛光溶液。该单晶硅片在3分钟后从腐蚀抛光溶液中取出，直接放入腐蚀制绒溶液。制绒5分钟后取出并用去离子水洗净。测得该单晶硅片的平均反射率为10. 1%。该单晶硅片被制备成太阳能电池，测得该太阳能电池的光电转换效率为18. 4%,其中，开路电压，短路电流和品质因子分别为633晕伏,36. 8晕安/平方厘米和79. 1%。
权利要求
1.一种晶体硅片表面绒面的制备方法，其特征在于，该晶体硅片表面绒面的制备方法包括以下步骤 (1)对晶体硅片表面实施化学溶液腐蚀抛光，降低晶体硅片的表面粗糙度； (2)对晶体硅片表面实施化学溶液腐蚀制绒，降低晶体硅片的表面反射率。
2.根据权利要求I所述的晶体硅片，其特征在于，所述的晶体硅片是铸造单晶硅片，铸造多晶娃片，直拉单晶娃片。
3.根据权利要求2所述的铸造单晶硅片，其特征在于，在所述的铸造单晶硅片上，多晶硅的面积占整个铸造单晶硅片的面积1%到99%。
4.根据权利要求I所述的晶体硅片，其特征在于，所述的晶体硅片是N型晶体硅片，或者是P型晶体娃片。
5.根据权利要求I所述的化学溶液腐蚀抛光步骤，其特征在于，所述的化学溶液是碱性化学溶液，或者是酸性化学溶液。
6.根据权利要求5所述的化学溶液腐蚀抛光步骤，其特征在于，在所述的化学溶液腐蚀抛光步骤中，可以加入一种或多种添加剂。
7.根据权利要求I所述的化学溶液腐蚀抛光步骤，其特征在于，所述的化学溶液腐蚀抛光步骤的优化腐蚀时间在O. 5分钟到10分钟之间。
8.根据权利要求I所述的降低晶体硅片的表面粗糙度，其特征在于，晶体硅片在所述的化学溶液腐蚀抛光步骤后，晶体硅片的平均反射率大于25%。
9.根据权利要求8所述的降低晶体硅片的表面粗糙度，其特征在于，晶体硅片在所述的化学溶液腐蚀抛光步骤后，优化的晶体硅片的平均反射率大于28%。
10.根据权利要求I所述的化学溶液腐蚀制绒步骤，其特征在于，腐蚀制绒步骤是采用碱性化学溶液来实现腐蚀制绒。
11.根据权利要求10所述的碱性化学溶液腐蚀制绒步骤，其特征在于，在所述的碱性化学溶液腐蚀制绒步骤中，至少在该碱性化学溶液中加入一种制绒添加剂。
12.根据权利要求10所述的碱性化学溶液腐蚀制绒步骤，其特征在于，优化制绒步骤时间在3分钟到15分钟之间。
13.根据权利要求I所述的一种晶体硅片表面绒面的制备方法，其特征在于，所述的制备方法在晶体硅表面制备平均尺寸为O. 5到2微米的绒面。
14.根据权利要求I所述的一种晶体硅片表面绒面的制备方法，其特征在于，所述的制备方法的时间为5分钟到15分钟。
15.根据权利要求14所述的一种晶体硅片表面绒面的制备方法，其特征在于，所述的制备方法的优化时间为6分钟到10分钟。
全文摘要
本发明公开了一种晶体硅片的制绒方法。该制绒方法包括二个步骤(1)对晶体硅片表面实施化学溶液各向同性腐蚀抛光处理，降低晶体硅片的表面粗糙度；(2)对晶体硅片表面实施化学溶液各向异性腐蚀制绒处理，降低晶体硅片的表面反射率。本发明制备绒面方法的特征在于，本发明的制备绒面的方法适用于所有类型的晶体硅片，并具有绒面尺寸小，生产成本低和制绒时间短的优点。
文档编号H01L21/306GK102856189SQ20121035093
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者季静佳, 覃榆森, 朱凡 申请人:苏州易益新能源科技有限公司