[发明专利]一种多晶硅片酸性制绒液的添加剂及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多晶硅片酸性制绒液的添加剂、含有所述添加剂的酸性制绒剂及其制备方法，以及使用该添加剂或者酸性制绒剂对多晶硅片进行制绒的方法。

背景技术

在太阳电池片制备过程中，为了提高太阳电池的性能和效率，需要在硅片表面制作绒面，有效的绒面结构可以使得入射太阳光在硅片表面进行多次反射和折射，改变入射光在硅中的前进方向。一方面，延长了光程，从而增加了硅片对红外光的吸收率；另一方面，使得更多的光子在靠近pn结附近的区域被吸收产生光生载流子，这些光生载流子更容易被收集，因此增加了光生载流子的收集效率。

对于多晶硅太阳电池来说，在其制造过程中硅片表面制绒是关键的环节。制绒的效果直接影响了最终电池片的转换效率和成品率。由于多晶硅片由不同晶向的晶粒组成，并且各个晶粒的晶向随意分布，因此，在一般制绒工艺中多采用酸性溶液的湿化学腐蚀方法对多晶硅片表面进行制绒。该制绒工艺基于酸性溶液对硅的各向同性腐蚀原理，在硅片不同晶粒表面形成相似的凹坑状绒面，绒面的形貌与晶粒取向性无关。

目前，工业生产中常用的酸性制绒液由硝酸、氢氟酸和去离子水等组成。这种酸性制绒液的制绒效果并不是十分理想，存在的问题包括：绒面尺寸较大且均匀性不佳，不同晶粒之间色差比较明显，存在宏观形貌如黑线状的深腐蚀坑，表面反射率较高，制绒稳定性不好。因此，如果可以通过在酸性制绒液中加入制绒添加剂，来解决上述问题，将具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种用于多晶硅片酸性制绒液的添加剂，其中所述添加剂由三乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮和余量的水组成，其中所述水优选为去离子水。三乙醇胺与水的体积比为0.1～10∶100，聚乙烯吡咯烷酮与水的重量比为0.001～0.1∶100。在对太阳电池用多晶硅片进行表面制绒时，将本发明的添加剂加入到酸性制绒液中，达到优异的制绒效果。

本发明此外提供一种用于多晶硅片表面处理用的制绒剂，其特征在于其中包含酸性制绒液和上述添加剂，其中所述酸性制绒液通过将氢氟酸和硝酸溶于去离子水制得，并且酸性制绒液中氢氟酸的重量百分含量为7～14％，硝酸的重量百分含量为30～60％，并且其中所述添加剂与酸性制绒液的重量比为0.5～2∶100。

本发明还提供一种用于多晶硅表面处理用的制绒剂的配制方法，包括

(1)将氢氟酸和硝酸溶于去离子水中，得到酸性制绒液，其中氢氟酸的重量百分含量为7～14％，硝酸的重量百分含量为30～60％。

(2)将本发明上述添加剂加入步骤(1)中的酸性制绒液中，得到制绒剂，其中所述添加剂与制绒液的重量比为0.5～2∶100。

本发明同时提供一种多晶硅制绒方法，包括将本发明添加剂加入酸性制绒液中，然后将多晶硅浸入到添加有添加剂的制绒液中进行制绒，所述添加剂与制绒液的重量比为0.5～2∶100，制绒温度为0～25℃，制绒时间为100～400s，制绒温度优选为2～10℃。

采用该添加剂和使用方法进行硅片表面制绒后，硅片表面晶粒之间无明显色差，表面无黑线，反射率较低。

本发明的优点在于：采用本添加剂及使用方法后，可以得到均匀性好、晶粒间无明显色差的绒面，绒面尺寸细小均匀。本发明的添加剂无毒性，无腐蚀性，无刺激性，无燃烧和爆炸危险，对人体和环境无危害；并且，溶液的配置和使用工艺简单，设备低廉，重复性好。

附图说明

图1是实施例1得到的多晶硅片表面绒面的扫描电镜平面照片。

具体实施方式

实施例1

采取如下工艺步骤：

1)配制添加剂：以100ml去离子水为溶剂，将0.5ml三乙醇胺、0.1g聚乙烯吡咯烷酮溶解于去离子水中；

2)配制酸性制绒液：将1L氢氟酸和4L硝酸溶于5L去离子水中，以得到10L酸性制绒液；

3)配制酸性制绒剂：在10L酸性制绒液中加入100ml添加剂；

4)制绒：将太阳电池用多晶硅片浸入制绒液中进行表面制绒，制绒温度为4℃，制绒时间为300秒。

图1给出了得到的多晶硅片表面绒面的扫描电镜平面照片，从图中可以看到制绒后在多晶硅片表面形成了凹坑状的绒面，绒面尺寸细小且分布比较均匀。

实施例2

采取如下工艺步骤：

1)配制添加剂：以100ml去离子水为溶剂，将2ml三乙醇胺、0.01g聚乙烯吡咯烷酮溶解于去离子水中；

2)配制酸性制绒液：将2L氢氟酸和6L硝酸溶于5L去离子水中，以得到13L酸性制绒液；