一种改善晶硅电池制绒均匀性的方法与流程

文档序号:30790161发布日期:2022-07-16 09:43阅读:206来源:国知局

1.本发明涉及硅太阳能电池领域。特别涉及硅片制绒领域。


背景技术:

2.制绒作为硅太阳能电池制备过程中的一道关键工序,其工艺质量的把控对于后续制程的稳定至关重要,当前制绒使用预清洗加制绒的方式,由于硅片表面存在切割损伤和应力缺陷,在制绒过程中会对金字塔的形成造成一定的影响,导致制绒均匀性较差。
3.另外由于金刚切割过的硅片,其表面粗超度比较大,在后续使用高浓度的酸碱盐进行清洗和制绒过程中,会进一步减薄硅片,造成大量不合格硅片,并且消耗药液量大。


技术实现要素:

4.本发明所要解决的技术问题,如何在减少硅片的减薄量的同时,制备出合格的绒片,且均匀性进一步提高。
5.本发明所采用的技术方案是:一种改善晶硅电池制绒均匀性的方法,对金刚切割原始硅片顺序进行高压氮气吹扫、预清洗、第一次水洗、第一次抛光、第二次水洗、第二次抛光、第三次水洗、制绒、第四次水洗、第五次水洗、后清洗、酸洗、水洗、烘干;预清洗所使用的清洗液中,koh质量百分比浓度为1.0-1.5%,h2o2的质量百分比浓度为4.5-5.5%,其余为水,温度为60-65℃,时间50-60s;第一次抛光所使用的清洗液中koh质量百分比浓度为1.0-2.0%,聚环氧琥珀酸钠质量百分比浓度为0.1-0.2%,氯化钠的质量百分比浓度为0.01-0.1%、羟基乙叉二磷酸质量百分比浓度为0.25-0.5%、柠檬酸钠的质量百分比浓度为0.2-0.5%,其余为水,温度为80-90℃,抛光处理中硅片的减重保持在0.05-0.8g;第二次抛光所使用的清洗液中koh质量百分比浓度为4.0%-5.0%,聚环氧琥珀酸钠质量百分比浓度为0.2-0.5%、氯化钠的质量百分比浓度为0.1-0.2%、羟基乙叉二磷酸质量百分比浓度为0.5-1.0%、柠檬酸钠的质量百分比浓度为0.5-1.0%,其余为水,温度为80-90℃,抛光处理中硅片的减薄量保持在0.2-0.3g。
6.高压氮气吹扫采用2-3个大气压的氮气对金刚切割原始硅片正反面进行吹扫1-2分钟,减少后期预清洗过程中化学药剂的消耗。
7.每次水洗时,使用去离子水,清洗时间为90-100s。
8.制绒过程所使用的清洗液中,koh质量百分比浓度为2.0-3.0%,羧甲基纤维素钠质量百分比浓度为0.5-1.0%、氯化钠的质量百分比浓度为0.5-1.0%、羟基乙叉二磷酸的质量百分比浓度为1.5-2.0%、乙酸钠的质量百分比浓度为0.2-0.5%、柠檬酸钠的质量百分比浓度为1.5-2.0%,其余为水,温度为80-90℃,制绒处理中硅片的减重保持在0.25-0.35g。
9.后清洗过程所使用的清洗液中,koh的质量百分比浓度为1.0-3.0%, h2o2的质量百分比浓度为7.5-10.0%,温度为60-65℃,时间为80-100s。
10.酸洗过程所使用的清洗液中,hf的质量百分比浓度为8.0-10.0%、hcl的质量百分比浓度4.0-6.0%,时间为100-150s。
11.本发明的有益效果是:本发明通过高压氮气吹扫、预清洗、第一次水洗、第一次抛光、第二次水洗、第二次抛光、第三次水洗后再进行制绒,一方面能够保证把硅片表面存在切割损伤和应力缺陷消除,进而提高后续制绒时的制绒均匀性,另一方面通过两次抛光,减少药液的消耗量。另外高压氮气吹扫过程实质上也是一种退火的过程,能够消除部分应力缺陷,提高后续制绒效果。
附图说明
12.图1是本发明方法制绒后的硅片表面sem图;图2是现有技术制绒后的硅片表面sem图;图3是不经过高压吹扫直接预清洗后的硅片表面sem图;图4是经过本发明流程处理制绒前的硅片表面sem图。
具体实施方式
13.实施例1一种改善晶硅电池制绒均匀性的方法,按如下步骤进行步骤一、对金刚切割原始硅片顺序进行高压气体吹扫,高压气体吹扫采用2个大气压的氮气对金刚切割原始硅片正反面进行吹扫15分钟,温度为250℃,减少后期预清洗过程中化学药剂的消耗。通过吹扫将硅片表面的可动杂质吹走同时,将硅片表面突出的尖细物吹折、吹走,并且能够消除部分应力缺陷。
14.步骤二、预清洗,预清洗所使用的清洗液中,koh质量百分比浓度为1.2%,h2o2的质量百分比浓度为4.8%,其余为水,温度为60-65℃,时间50-60s。
15.步骤三、第一次水洗,使用去离子水,清洗时间为90-100s。
16.步骤四、第一次抛光,所使用的清洗液中koh质量百分比浓度为1.0%,聚环氧琥珀酸钠质量百分比浓度为0.1%,氯化钠的质量百分比浓度为0.05%、羟基乙叉二磷酸质量百分比浓度为0.25%、柠檬酸钠的质量百分比浓度为0.3%,其余为水,温度为80-90℃,抛光处理中硅片的减重保持在0.06g。
17.步骤五、第二次水洗,使用去离子水,清洗时间为90-100s。
18.步骤六、第二次抛光,所使用的清洗液中koh质量百分比浓度为4.5%,聚环氧琥珀酸钠质量百分比浓度为0.5%、氯化钠的质量百分比浓度为0.2%、羟基乙叉二磷酸质量百分比浓度为0.9%、柠檬酸钠的质量百分比浓度为0.8%,其余为水,温度为80-90℃,抛光处理中硅片的减薄量保持在0.3g。
19.步骤七、第三次水洗,使用去离子水,清洗时间为90-100s。
20.步骤八、制绒过程所使用的清洗液中,koh质量百分比浓度为2.5%,羧甲基纤维素钠质量百分比浓度为0.8%、氯化钠的质量百分比浓度为1.0%、羟基乙叉二磷酸的质量百分比浓度为1.5%、乙酸钠的质量百分比浓度为0.4%、柠檬酸钠的质量百分比浓度为1.5%,其余为水,温度为80-90℃,制绒处理中硅片的减重保持在0.35g。
21.步骤九、第四次水洗,使用去离子水,清洗时间为90-100s。
22.步骤十、后清洗,后清洗过程所使用的清洗液中,koh的质量百分比浓度为2.0%, h2o2的质量百分比浓度为8.0%,温度为60-65℃,时间为80-100s。
23.步骤十一、第五次水洗,使用去离子水,清洗时间为90-100s。
24.步骤十二、酸洗,酸洗过程所使用的清洗液中,hf的质量百分比浓度为8.0%、hcl的质量百分比浓度4.0%,时间为120s。
25.对比例1步骤1.首先对金刚切割原始硅片进行预清洗,所使用药液为碱液koh、双氧水h2o2、去离子水di water。所使用的药液koh质量浓度为1.2%,双氧水h2o2的质量浓度为5.0%,药液温度为63℃,反应时间80s,形成如图1所示表面形貌。
26.步骤2. 对步骤1处理后的硅片进行水清洗,所使用药液为去离子水di water,清洗时间为100s。
27.步骤3. 对步骤2处理后的硅片进行制绒处理,在抛光基面上重新制绒,形成尺寸大小均匀统一的金字塔结构。制绒所使用的的药液为碱液koh、制绒用化学辅助剂、去离子水di water。所使用的药液koh质量浓度为2.5%,制绒用化学辅助剂包括羧甲基纤维素钠、氯化钠、羟基乙叉二磷酸、柠檬酸钠,其中羧甲基纤维素钠质量浓度为1.0%、氯化钠的质量浓度为0.5%、羟基乙叉二磷酸的质量浓度为2.0%、乙酸钠的质量浓度为0.3%、柠檬酸钠的质量浓度为2.0%。药液温度为85℃,制绒处理中硅片的减薄量保持在0.45g,形成如图2所示表面形貌。
28.步骤4. 对步骤3处理后的硅片进行水清洗,所使用药液为去离子水di water。清洗时间为100s。
29.步骤5. 对步骤4处理后的硅片进行后清洗,所使用药液为碱液koh、双氧水h2o2、去离子水di water。所使用药液koh浓度为2.0%,双氧水h2o2的浓度为10.0%,药液温度为62℃,时间为100s。
30.步骤6. 对步骤5处理后的硅片进行酸洗处理,所使用药液为酸液hf、hcl及去离子水di water。所使用药液为酸液hf的质量浓度为8.0%、hcl的质量浓度为5.0%,时间为100s。
31.步骤7. 对步骤6处理后的硅片进行水清洗,所使用药液为去离子水di water。清洗时间为100s。
32.步骤8. 对步骤7处理后的硅片进行烘干处理。
33.对比例2:步骤1. 首先对金刚切割原始硅片进行预清洗,所使用药液为碱液koh、双氧水h2o2、去离子水di water。所使用的药液koh质量浓度为1.2%,双氧水h2o2的质量浓度为5.0%,药液温度为63℃,反应时间80s,形成如图1所示表面形貌。
34.步骤2. 对步骤1处理后的硅片进行水清洗,所使用药液为去离子水di water,步骤3. 对步骤2处理后的硅片进行抛光处理,使表面平整化。抛光处理所使用药液为碱液koh、抛光用化学辅助剂、去离子水di water。所使用的药液koh质量浓度为5.0%,
抛光用化学辅助剂包括聚环氧琥珀酸钠、氯化钠、羟基乙叉二磷酸、柠檬酸钠,其中聚环氧琥珀酸钠质量浓度为0.4%、氯化钠的质量浓度为0.2%、羟基乙叉二磷酸质量浓度为0.5%、柠檬酸钠的质量浓度为0.5%。药液温度为80℃,抛光处理中硅片的减薄量保持在0.13g,形成如图2所示表面形貌。
35.步骤4. 对步骤3处理后的硅片进行水清洗,所使用药液为去离子水di water,清洗时间为100s。
36.步骤5. 对步骤4处理后的硅片进行制绒处理,在抛光基面上重新制绒,形成尺寸大小均匀统一的金字塔结构。制绒所使用的的药液为碱液koh、制绒用化学辅助剂、去离子水di water。所使用的药液koh质量浓度为2.5%,制绒用化学辅助剂包括羧甲基纤维素钠、氯化钠、羟基乙叉二磷酸、柠檬酸钠,其中羧甲基纤维素钠质量浓度为1.0%、氯化钠的质量浓度为0.5%、羟基乙叉二磷酸的质量浓度为2.0%、柠檬酸钠的质量浓度为2.0%。药液温度为85℃,制绒处理中硅片的减薄量保持在0.3g,形成如图4所示表面形貌。
37.步骤6. 对步骤5处理后的硅片进行水清洗,所使用药液为去离子水di water。清洗时间为100s。
38.步骤7. 对步骤6处理后的硅片进行后清洗,所使用药液为碱液koh、双氧水h2o2、去离子水di water。所使用药液koh浓度为2.0%,双氧水h2o2的浓度为10.0%,药液温度为62℃,时间为100s。
39.步骤8. 对步骤7处理后的硅片进行酸洗处理,所使用药液为酸液hf、hcl及去离子水di water。
40.步骤9. 对步骤8处理后的硅片进行水清洗,所使用药液为去离子水di water,清洗时间为90-100s。
41.步骤10. 对步骤9处理后的硅片进行烘干处理。
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