技术领域
[0001] 本
发明涉及到多晶
硅片表面的织构化技术，特别是一种降低铸锭
多晶硅片表面反射率的方法。
背景技术
[0002] 当今化石
能源已经进入紧缺时代，
太阳能已成为比较具有代表性的新型能源。对于太阳能大规模发电的关键在于如何提高效率、降低生产成本。
单晶硅太阳能电池的效率较高，但是由于其成本也较高、工艺复杂，而不能普遍应用。多晶硅的铸锭工艺比较简单，且材料利用率高，在市场上形成了比较显著的优势。太阳能电池的制作过程主要有制绒、扩散、
刻蚀、
镀膜、丝网印刷和电池
烧结等几个方面。制绒技术主要就是促进光吸收，进而提高太阳能电池的转换效率。
[0003] 目前，市场上普遍的酸
腐蚀制绒技术能得到反射率大约为30％的多晶硅片，本发明采用酸
碱混合制绒的方式对制绒技术进行优化，能显著的降低铸锭多晶硅片的表面反射率。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种降低铸锭多晶硅片表面反射率的方法。铸锭多晶硅片在线切割工艺中会在表面形成损伤层，在本发明的工艺流程中，首先就是除去部分损伤层，再用酸碱混合的方式对表面进行制绒，在表面形成深度、宽度和均匀性都比较理想的腐蚀坑，从而促进陷光作用，显著降低铸锭多晶硅片表面的反射率，提高太阳能电池的光电转换效率。
[0005] 本发明是通过以下工艺流程来实现的：一种降低铸锭多晶硅片表面反射率的方法，包括如下步骤：
[0006] (1)清洗：采用标准RCA清洗方法清洗铸锭多晶硅片；
[0007] (2)第一次酸腐蚀：按体积比HNO3：HF：CH3COOH＝1:7:3～10:7:3配置腐蚀液，腐蚀液
温度为2～10℃，将清洗后的铸锭多晶硅片浸入其中腐蚀40～80s；该步骤的目的是除去表面线切割带来的损伤层以及微制绒；
[0008] (3)碱腐蚀：将处理后的硅片浸入温度为40～90℃、
质量分数为5％～15％的NaOH溶液进行碱腐蚀40～120s，然后用去离子
水冲洗干净。
[0009] (4)第二次酸腐蚀：按体积比HNO3：HF：H2O：CH3COOH＝1:1:2.5:1.5～10:1:2.5:1.5配置腐蚀液，腐蚀液温度为2～10℃，将上述硅片浸入其中腐蚀100～180s，在前两步腐蚀的
基础上继续腐蚀，增加腐蚀坑的深度和宽度；
[0010] (5)碱洗：采用温度为40～90℃、质量分数为1％～10％的NaOH溶液对上述硅片进行清洗10～60s，除去残留的酸腐蚀液以及腐蚀坑上
覆盖的疏松结构；
[0011] (6)表面
钝化：先用标准的RCA液清洗上述硅片，再用质量分数为1～10％的HF溶液浸泡1～10min，最后去离子水冲洗干净，用氮气吹干。
[0012] 本发明的有益效果为：
[0013] 本发明采用多次酸碱结合的方法对多晶硅片表面进行腐蚀，经过大量的实验验证，这种工艺能有效的降低多晶硅片的表面反射率。首先采用RCA液清洗技术能有效地除去表面的金属和有机杂质，其次第一步的酸腐蚀能除去表面的部分损伤层，再次碱腐蚀能除去剩余损伤层和第一步酸腐蚀过程中产生的微
氧化斑痕，但是碱腐蚀液浓度不宜过高、腐蚀时间不宜过长，否则会在表层产生大量的
缺陷，不利于后期电池的制作。碱腐蚀能有效地调节表面的质量，为第二步制绒提供比较理想的条件。第二步酸腐蚀主要就是对表面进行深度制绒，在这一步工艺中，能在表面形成深度、宽度和均匀性都比较理想的腐蚀坑。最后的表面钝化是用稀释的HF溶液对材料进行浸泡，浸泡不仅能除去工艺流程中产生的微氧化，还更有利于后期的PECVD镀膜和保存。本发明的具体优点是：(1)通过本发明的方法处理后，多晶硅片的平均反射率能达到18.92％左右，显著低于传统酸腐蚀技术的表面反射率；(2)与传统酸腐蚀制绒技术生产的太阳能电池相比，使用本发明方法有利于提高生产制备的太阳能电池的效率。
附图说明
[0014] 图1本发明工艺流程示意图；
[0015] 图2本发明制绒技术得到的表面反射率图；
[0016] 图3传统酸腐蚀技术(对比例)得到的表面反射率图；
具体实施方式
[0018] 下面结合
实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0019] 实施例1
[0020] 一种降低铸锭多晶硅片表面反射率的方法，包括如下步骤：
[0021] 实验采用的铸锭P型多晶硅片面积为156×156cm2，厚度200μm±10μm，
电阻率为2Ω·cm左右。
[0022] (1)清洗：先采用标准的RCA一号液APM清洗，溶液配比为NH3·H2O:H2O2:H2O＝1:1:5，溶液温度为80℃，再加入硅片，超声清洗10min。超声完后，用去离子水冲洗4遍左右；再采用RCA二号液HPM清洗，溶液配比HCl:H2O2:H2O＝1:1:6，溶液温度同样为80℃，再加入硅片，超声清洗10min钟。超声完后，用去离子水冲洗4遍左右。
[0023] (2)第一次酸腐蚀：目的是除去表面线切割带来的损伤层以及微制绒，腐蚀液配比为HNO3：HF：CH3COOH＝1:7:3(体积比)，腐蚀液温度为6℃，腐蚀时间为60s。
[0024] (3)碱腐蚀：用浓度为10％的NaOH溶液进行碱腐蚀，腐蚀液温度为60℃，腐蚀时间为80s，然后用去离子水冲洗干净。
[0025] (4)第二次酸腐蚀：目的是在前两步酸腐的基础上继续腐蚀，增加腐蚀坑的深度和宽度，腐蚀液配比为HNO3：HF：H2O：CH3COOH＝5:1:2.5:1.5(体积比)，腐蚀液温度为6℃，腐蚀时间为140s。
[0026] (5)碱洗：用浓度为5％NaOH溶液对材料进行清洗，溶液温度为70℃，清洗时间为40s，除去残留的酸腐蚀液以及腐蚀坑上覆盖的疏松结构。
[0027] (6)表面钝化：先用标准的RCA液清洗(同步骤1的流程)，目的是除去实验过程中新引入的杂质，再用质量分数为5％的HF溶液浸泡，浸泡时间为5min，除去产生的微氧化，最后去离子水冲洗干净，用氮气吹干。
[0028] 实施例2
[0029] 一种降低铸锭多晶硅片表面反射率的方法，包括如下步骤：
[0030] 实验采用的铸锭P型多晶硅片面积为156×156cm2，厚度200μm±10μm，电阻率为2Ω·cm左右。
[0031] (1)清洗：先采用标准的RCA一号液APM清洗，溶液配比为NH3·H2O:H2O2:H2O＝1:1:5，溶液温度为80℃，再加入硅片，超声清洗10min钟。超声完后，用去离子水冲洗4遍左右；再采用RCA二号液HPM清洗，溶液配比HCl:H2O2:H2O＝1:1:6，溶液温度同样为80℃，再加入硅片，超声清洗10min钟。超声完后，用去离子水冲洗4遍左右。
[0032] (2)第一次酸腐蚀：目的是除去表面线切割带来的损伤层以及微制绒，腐蚀液配比为HNO3：HF：CH3COOH＝5:7:3(体积比)，腐蚀液温度为10℃，腐蚀时间为40s。
[0033] (3)碱腐蚀：用浓度为15％的NaOH溶液进行碱腐蚀，腐蚀液温度为90℃，腐蚀时间为40s，然后用去离子水冲洗干净。
[0034] (4)第二次酸腐蚀：目的是在前两步酸腐的基础上继续腐蚀，增加腐蚀坑的深度和宽度，腐蚀液配比为HNO3：HF：H2O：CH3COOH＝10:1:2.5:1.5(体积比)，腐蚀液温度为10℃，腐蚀时间为100s。
[0035] (5)碱洗：用浓度为10％NaOH溶液对材料进行清洗，溶液温度为90℃，清洗时间为10s，除去残留的酸腐蚀液以及腐蚀坑上覆盖的疏松结构。
[0036] (6)表面钝化：先用标准的RCA液清洗(同步骤1的流程)，目的是除去实验过程中新引入的杂质，再用质量分数为10％的HF溶液浸泡，浸泡时间为1min，除去产生的微氧化，最后去离子水冲洗干净，用氮气吹干。
[0037] 对比例
[0038] 实验采用的铸锭P型多晶硅片面积为156×156cm2，厚度200μm±10μm，电阻率为2Ω·cm左右。首先采用标准的RCA进行清洗，制绒采用生产中普遍的酸腐蚀技术，酸腐蚀液的配比为HNO3：HF：H2O＝5:1:3(体积比)，腐蚀液温度为8℃，腐蚀时间80s，最后用去离子水冲洗干净。用紫外分光光度计测试表面反射率。
[0039] 由图2、3可知，本发明方法处理后多晶硅片的平均反射率能达到18.92％左右，显著低于对比例中传统酸腐蚀技术获得的多晶硅片表面反射率。通过金相显微镜观测表面，可以看出本发明方法处理后多晶硅片表面腐蚀坑的深度、宽度和均匀性都比较理想。
