专利名称：一种硅片的绒面制作方法
技术领域：
本发明涉及光伏或半导体领域的一种硅片的绒面制作方法。
背景技术：
晶体硅太阳能电池是典型的p-n型太阳能电池，是最基本且最重要的太阳能电 池。晶体硅太阳能电池一般是利用硅切片，在硅片切割过程中由于刀片的作用，使得硅片表 面有一层10-20 ym的损伤层，在制备太阳能电池时首先需要利用化学腐蚀将损伤层去除， 然后在硅片表面制备绒面结构。这种绒面结构比平整的化学抛光的硅片表面具有更好的减 反射效果，能够更好的吸收和利用太阳光。当一束光线照射在平整的硅片上时，约有30%的 太阳光会被反射掉；如果光线照射在经过处理的绒面结构硅片上，反射的光线会进一步照 射在相邻的绒面结构上，减少太阳光的反射；同时，光线斜射入晶体硅，也会增加太阳光在 硅片内部的有效运动长度，从而增加了光线被吸收的机会，将有助于提高电池的转换效率。制作单晶硅片绒面的方法通常采用化学方法或物理方法将硅单晶表面制成“正金 字塔”或“倒金字塔”的正四面体绒面结构。其中化学方法成本较低，适合产业化生产，应用 较为广泛。所以目前国内外生产单晶硅太阳电池的企业大多是采用NaOH水溶液在一定温 度下加入一定量的酒精或异丙醇作缓冲剂来实现。但采用这种方法制绒，如果硅表面和制 绒溶液没有充分反应，在硅片表面会出现一些“雨点”或“亮点”，在该处就不会形成金字塔， 制备得到的绒面效果较差。多晶硅片绒面的制备方法主要有机械刻槽、激光刻槽、等离子刻蚀和各向同性酸 腐蚀。其中机械刻槽、激光刻槽、以及等离子刻蚀制备出的硅片绒面效果好，但处理工序相 对复杂，加工系统也相对昂贵，不适合进行批量生产。另外，在多晶硅片绒面的制作过程中， 可能会引入机械应力和损伤，在后处理中形成缺陷。所以，目前生产线上主要采用氢氟酸、 硝酸腐蚀对多晶硅片进行制绒，采用这种方法制绒，成本较低，可以广泛应用，但绒面效果 比较差，绒面的反射率一般在10-20%，直接导致单晶硅电池的转换效率降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种硅片的绒面制作方法，采用该方法制备的硅 片绒面结构能够很好的吸收以及利用太阳光，提高晶体硅太阳电池的转换效率，同时制备 成本低，非常有利于进行产业化推广。本发明的技术方案有下列硅片的绒面制作方法，其中将硅片置于HC1气体中进 行腐蚀来制备硅片绒面。一种硅片的绒面制作方法，其中将硅片置于装置中，向装置中通入HC1气体对硅 片进行腐蚀来制备硅片绒面。一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HC1气体的温度为280°C _600°C。一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HC1气体的进气速度为300-3000mL/min。一种硅片的绒面制作方法，其中所述的硅片可以是单晶硅片，也可以是多晶硅
3片。一种硅片的绒面制作方法，其中为了促进绒面制作效果，还可以在通入HC1气体 前将硅片的部分表面覆盖掩护膜。掩护膜的材料可以是二氧化硅。二氧化硅的粒度范围在 l-1000nm。一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HC1气体可以混有惰性气体。惰性气体可 以是氮气、氩气或其他惰性气体的任意一种或几种的混合气体。加入惰性气体是为了防止 硅片表面被氧化，起保护作用。一种硅片的绒面制作方法，其中通入HC1气体前对装置进行抽真空形成负压环 境，负压技术参数的绝对压力控制在1. 5X10_8-1. SXlO—ipa。对装置进行抽真空主要是由 于在高温下，如果不是在真空条件下进行制作绒面，硅片表面会被空气严重氧化生成二氧 化硅，二氧化硅是不与HC1气体反应的，导致无法获得带有绒面结构的硅片。一种硅片的绒面制作方法，其中惰性气体与HC1气体的体积混合比例为 0. 1% -20% 99. 9% -80%。本发明的工作原理本发明主要是利用硅与HC1气体反应的原理，在高温下硅与 HC1气体反应生成SiHCl3，SiCl4，具体反应方程式如下Si+3HC1 — (280 350°C ) SiHCl3+H2+50 千卡 / 克分子Si+4HC1 — ( > 350°C ) SiCl4+2H2+54. 6 千卡 / 克分子所以基于保护环境方面考虑，SiCl4气体具有很强的刺激性，它的产生对于本发明 的操作环境以及周围环境非常不利，所以温度设置为280 350°C为本发明优选的技术方案。本发明与单晶硅片的现有技术实施效果比较
本发明与多晶硅片的现有技术实施效果比较 采用本发明的加入惰性气体技术方案和不加入惰性气体技术方案相比，可以观察 到的实验效果如下(实验对象为多晶硅片)
本发明的制绒效果是由反射率测试仪得到的结果，反射率越小，说明制绒效果好， 有利于更好地吸收和利用光，反射率越大，说明制绒效果差。本发明的工作原理及其优点本发明利用HCl气体与硅在280°C -600°C下反应的 原理对硅片表面进行腐蚀，制作硅片绒面。对于单晶硅片而言，HCl气体能够与硅片充分反 应，避免在单晶硅片表面形成“雨点”或是“亮点”;对于多晶硅片而言，采用该方法制备的绒 面效果与等离子刻蚀制备的绒面效果相当，但制备成本低，能够满足大规模生产。相比目前 使用较多的氢氟酸、硝酸或碱腐蚀制绒方法，采用该方法得到的电池能够更好的吸收和利 用太阳光，有助于转换效率的提 高，且适合大规模生产。
具体实施例方式实施例1、一种硅片的绒面制作方法，其中将硅片置于HCl气体中进行腐蚀来制 备硅片绒面。实施例2、一种硅片的绒面制作方法，其中将硅片置于装置中，向装置中通入HCl 气体对硅片进行腐蚀来制备硅片绒面。实施例3、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的温度为280°C。其余 同实施例1或实施例2。实施例4、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的温度为300°C。其余 同实施例1或实施例2。实施例5、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的温度为320°C。其余 同实施例1或实施例2。实施例6、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的温度为350°C。其余 同实施例1或实施例2。实施例7、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的温度为380°C。其余 同实施例1或实施例2。实施例8、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的温度为400°C。其余 同实施例1或实施例2。实施例9、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的温度为450°C。其余 同实施例1或实施例2。实施例10、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的温度为500°C。其 余同实施例1或实施例2。实施例11、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的温度为600°C。其 余同实施例1或实施例2。实施例12、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的进气速度为300mL/ min。其余同实施例1或实施例2。实施例13、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的进气速度为400mL/ min。其余同实施例1或实施例2。实施例14、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的进气速度为500mL/ min。其余同实施例1或实施例2。实施例15、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的进气速度为600mL/min。其余同实施例1或实施例2。
实施例16、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的进气速度为SOOmL/ min。其余同实施例1或实施例2。实施例17、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的进气速度为 lOOOmL/min。其余同实施例1或实施例2。实施例18、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的进气速度为 1500mL/min。其余同实施例1或实施例2。实施例19、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的进气速度为 2000mL/min。其余同实施例1或实施例2。实施例20、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的进气速度为 2500mL/min。其余同实施例1或实施例2。实施例21、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体的进气速度为 3000mL/min。其余同实施例1或实施例2。实施例22、一种硅片的绒面制作方法，其中还可以在通入HCl气体前将硅片的部 分表面覆盖掩护膜。其余同实施例1或实施例2。实施例23、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的硅片是单晶硅片。其余同实施 例1或实施例2。实施例24、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的硅片是多晶硅片。其余同实施 例1或实施例2。实施例25、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体混有氮气，氮气与HCl 气体的体积混合比例为0. 99. 9%。其余同实施例1或实施例2。实施例26、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体混有氩气，氩气与HCl 气体的体积混合比例为 99%。其余同实施例1或实施例2。实施例27、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体混有氩气，氩气与HCl 气体的体积混合比例为2% 98%。其余同实施例1或实施例2。实施例28、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体混有氮气，氮气与HCl 气体的体积混合比例为5% 95%。其余同实施例1或实施例2。实施例29、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体混有氮气，氮气与HCl 气体的体积混合比例为10% 90%。其余同实施例1或实施例2。实施例30、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体混有氩气，氩气与HCl 气体的体积混合比例为15% 85%。其余同实施例1或实施例2。实施例31、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体混有氮气，氮气与HCl 气体的体积混合比例为20% 80%。其余同实施例1或实施例2。实施例32、一种硅片的绒面制作方法，其中所述的HCl气体混有氮气、氩气，氮 气、氩气与HCl气体的体积混合比例为25% 75%。其余同实施例1或实施例2。实施例33、一种硅片的绒面制作方法，其中通入HCl气体前对装置进行抽真空形 成负压环境，负压技术参数的绝对压力控制在1. 5X10_8Pa。其余同实施例2。实施例34、一种硅片的绒面制作方法，其中通入HCl气体前对装置进行抽真空形 成负压环境，负压技术参数的绝对压力控制在1. 5X10_7Pa。其余同实施例2。
实施例35、一种硅片的绒面制作方法，其中通入HCl气体前对装置进行抽真空形 成负压环境，负压技术参数的绝对压力控制在1. 5X10_6Pa。其余同实施例2。 实施例36、一种硅片的绒面制作方法，其中通入HCl气体前对装置进行抽真空形 成负压环境，负压技术参数的绝对压力控制在1. 5X10_5Pa。其余同实施例2。实施例37、一种硅片的绒面制作方法，其中通入HCl气体前对装置进行抽真空形 成负压环境，负压技术参数的绝对压力控制在1. 5X10_4Pa。其余同实施例2。实施例38、一种硅片的绒面制作方法，其中通入HCl气体前对装置进行抽真空形 成负压环境，负压技术参数的绝对压力控制在1. 5X10_3Pa。其余同实施例2。实施例39、一种硅片的绒面制作方法，其中通入HCl气体前对装置进行抽真空形 成负压环境，负压技术参数的绝对压力控制在1. 5X10_2Pa。其余同实施例2。实施例40、一种硅片的绒面制作方法，其中通入HCl气体前对装置进行抽真空形 成负压环境，负压技术参数的绝对压力控制在1. SXlO-1Pi其余同实施例2。实施例41、一种硅片的绒面制作方法，其中将硅片置于装置中，对装置进行抽真 空形成负压环境，负压技术参数的绝对压力控制在1. 5 X IO-3Pa,向装置中通入HCl气体对 硅片进行腐蚀来制备硅片绒面，通入的HCl气体的温度为320°C，HCl气体的进气速度为 1000mL/min。实施例42、一种硅片的绒面制作方法，其中将硅片置于装置中，对装置进行抽真 空形成负压环境，负压技术参数的绝对压力控制在1. 5 X IO-4Pa,向装置中通入HCl气体对 硅片进行腐蚀来制备硅片绒面，通入的HCl气体的温度为350°C，HCl气体的进气速度为 500mL/mino
权利要求
一种硅片的绒面制作方法，其特征在于将硅片置于HCl气体中进行腐蚀来制备硅片绒面。
2.一种硅片的绒面制作方法，其特征在于将硅片置于装置中，向装置中通入HCl气体 对硅片进行腐蚀来制备硅片绒面。
3.如权利要求1或2所述的一种硅片的绒面制作方法，其特征在于所述的HCl气体 的温度为280°C -600°C。
4.如权利要求1或2所述的一种硅片的绒面制作方法，其特征在于所述的HCl气体 的进气速度为300-3000mL/min。
5.如权利要求1或2所述的一种硅片的绒面制作方法，其特征在于还可以在通入HCl 气体前将硅片的部分表面覆盖掩护膜。
6.如权利要求1或2所述的一种硅片的绒面制作方法，其特征在于所述的硅片可以 是单晶硅片，也可以是多晶硅片。
7.如权利要求1或2所述的一种硅片的绒面制作方法，其特征在于所述的HCl气体 可以混有惰性气体。
8.如权利要求2所述的一种硅片的绒面制作方法，其特征在于通入HCl气体前对装 置进行抽真空形成负压环境，负压技术参数的绝对压力控制在1. 5 X10_8-l. 5 X KT1P^
9.如权利要求7所述的一种硅片的绒面制作方法，其特征在于惰性气体与HCl气体 的体积混合比例为0. 1% -20% 99. 9% -80%o
全文摘要
本发明涉及光伏或半导体领域的一种硅片的绒面制作方法，本发明要解决的技术问题是提供一种硅片的绒面制作方法，其中将硅片置于HCl气体中进行腐蚀来制备硅片绒面；相比目前使用较多的氢氟酸、硝酸或碱腐蚀制绒方法，采用本发明提供的硅片制绒方法得到的电池能够更好的吸收和利用太阳光，有助于转换效率的提高，且适合大规模生产。
文档编号C30B33/12GK101864599SQ20101018756
公开日2010年10月20日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者丁俊, 何亮, 尚召华 申请人:江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司