[发明专利]一种太阳能电池用单晶硅片的机械式制绒方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池用单晶硅片，具体涉及一种太阳能电池用单晶硅片的机械式制绒方法。

背景技术

随着单晶硅太阳能电池以其长使用寿命和高转换效率成为太阳能发电的主力，如何有效解决单晶硅电池片的光致衰减成了至关重要的问题。而单晶硅电池片的光致衰减问题，主要是因为在制绒工序使用氢氧化钠或氢氧化钾等碱类化合物刻蚀单晶硅片制成绒面，致使硅片表面残留金属钠离子或钾离子，在后续的清洗工序虽然用强酸去除大部分的金属钠离子或钾离子，但是，仍然有部分金属钠离子或钾离子残存，在后续的扩散工序中残存金属离子进入单晶硅片内部导致污染，从而使单晶硅太阳能电池片出现光致衰减的问题，影响单晶硅太阳能电池的使用寿命和转换效率。

目前，机械式制绒方法中有激光制绒、RIE等离子体制绒、光刻等。在这些方案中使用的设备大都价格昂贵，工艺复杂，无法投入实际量产中。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足之处，提供一种工艺简单并能有效降低太阳能电池片光致衰减问题的太阳能电池用单晶硅片的机械式制绒方法。

本发明是以如下技术方案实现的：一种太阳能电池用单晶硅片的机械式制绒方法，其特征是：具体制绒方法包括如下步骤：

（1）将单晶硅片放置于真空喷砂室中，调节喷嘴喷砂压力0.07-0.12MPa；

（2）打开喷砂开关，经喷砂室碳化硅砂的打磨在单晶硅片表面制成绒面；

（3）打磨80-140s后关闭喷砂开关，制绒完成。

所述的真空喷砂室为真空喷砂机，所述的单晶硅片放置在真空喷砂机的传送带上，并将传送带带速设置为8-15mm/s。

所述的喷嘴的数量为10-20个。

所述的喷嘴总管的喷砂压力为0.55-0.85MPa。

所述的气源压力为0.4-0.6MPa。

本发明的优点是：该机械式制绒方法是在喷砂室中将碳化硅砂喷射到单晶硅片表面，制成绒面，在制绒过程中并未引进氢氧化钠或氢氧化钾等碱类化合物，因此在制备出的绒面上无碱金属离子，在后续的加工过程中也不会有碱金属离子扩散进硅片中，进而提高了电池片的稳定性，有效降低了电池片的光致衰减问题。该方法所需设备简单，成本低廉，所用原料价格便宜，不产生污染，适合大规模量产，相比于传统的碱式制绒方法可节省15%左右的成本。

具体实施方式

本发明所使用的设备是半导体硅片加工过程中使用的真空干式开放式喷砂机，具体制绒方法为：

（1）将单晶硅片放置于真空喷砂室中，调节喷嘴喷砂压力0.07-0.12MPa；

（2）打开喷砂开关，经喷砂室碳化硅砂的打磨在单晶硅片表面制成绒面；

（3）打磨80-140s后关闭喷砂开关，制绒完成。

其中真空喷砂室可采用真空喷砂机，单晶硅片放置在真空喷砂机的传送带上，并将传送带带速设置为8-15mm/s。带速若大于15mm/s，单晶硅片在喷砂室停留时间过短，将导致单晶硅片绒面的金字塔尺寸小于要求尺寸，从而降低电池片的光电转换效率；带速若小于8mm/s，单晶硅片在喷砂室停留时间过长，将导致单晶硅片绒面的金字塔尺寸大于要求尺寸，影响电池片的性能，甚至使单晶硅片断裂。

传送带将单晶硅片送至真空喷砂室，喷砂压力调节为0.07-0.12MPa。若喷嘴压力小于0.07MPa，喷射出的碳化硅砂对单晶硅片表面的作用力太小，将导致单晶硅片绒面的金字塔尺寸小于要求尺寸，从而降低电池片的光电转换效率；若大于0.12MPa，喷射出的碳化硅砂对单晶硅片表面的作用力太大，将导致单晶硅片的绒面金字塔尺寸大于要求尺寸，影响电池片的性能，甚至使单晶硅片断裂；其中喷嘴数量为10-20个，喷嘴总管的喷砂压力为0.55-0.85MPa。气源压力设计为0.4-0.6 MPa。如果气源压力过小，导致供气不足，无法制绒；若气源压力过大，从成本考虑，会浪费资源。

下面将结合具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

实施例一

（1）将硅片放置在真空喷砂机的传送带上，并将传送带带速设置为8mm/s；

（2）传送带将硅片送至真空喷砂室，喷嘴总管的喷砂压力为0.55MPa，喷嘴压力0.07MPa，其中喷嘴数量为10个；

（3）气源压力设为0.4MPa；

（4）硅片以8mm/s的速度穿过喷砂室，经喷砂室碳化硅砂的打磨在硅片表面形成绒面；

（5）传送带将硅片传送出喷砂室，制绒完成。

用该工艺制备的单晶硅片的金字塔尺寸为2μm，单晶硅电池片转换效率为17.5%，光致衰减为0.6%。

实施例二