[发明专利]太阳能电池硅片的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶硅太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池硅片的处理方法。

背景技术

目前在晶硅太阳能电池领域，比较常见的三种晶硅基体电池是多晶、单晶、类单晶，硅片切割方式比较常见的是砂浆切割和金刚线切割。目前，在处理用于制备太阳能电池的硅片时，常规多晶一般采取酸制绒的方式，形成蠕虫状的坑洞，该方法处理过的硅片表面反射率较高，但其光电转换效率难以进一步提升；常规单晶一般采取碱制绒的方式，形成金字塔状结构，其反射率相对多晶有较大幅度的降低。

从制作成本方面来看，金刚线切割方式大大降低了单、多晶的切割成本，金刚线单晶片采用碱制绒，能较好的进行工艺选择和匹配，而金刚线多晶片使用常规酸制绒，反射率高且外观有线痕缺陷，严重影响了金刚线多晶片的光电转换效率。由于类单晶集单、多晶于一体，理论上其光电转换效率介于单、多晶之间，但由于其制绒方案有限，所以一直没有实现规模化生产。

此外，从绒面制备设备方面来看，多晶普遍采用链式水平设备进行酸制绒，单晶普遍采用槽式垂直设备进行碱制绒，目前尚未出现能够采用相同制绒方式而实现对单、多晶、类单晶处理的一体机。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种太阳能电池硅片的处理方法，以解决常规单、多晶或类单晶制绒方式不同的问题，并提高晶硅太阳能电池转换效率。

本发明提供了一种太阳能电池硅片的处理方法，包括以下步骤：

(1)使用碱溶液在40-90℃下对硅片表面化学腐蚀处理10-240s，以除去硅片表面的损伤层；

(2)将步骤(1)处理后的硅片在5-40℃下浸入第一处理液中挖孔处理50-240s，然后在10-40℃下浸入第二处理液中进行脱洗贵金属处理10-200s，其中，第一处理液包括氢氟酸、过氧化氢、贵金属离子和水，第二处理液包括氨水和水；

(3)将步骤(2)处理过的硅片水洗后在20-40℃下浸入第三处理液中进行扩孔处理20-200s，第三处理液包括氢氟酸、硝酸和水；

(4)将步骤(3)处理后的硅片水洗后浸入第四处理液中修饰处理1-50s，第四处理液包括碱和水；

(5)将步骤(4)处理过的硅片水洗后在40-90℃下浸入盐酸和过氧化氢水溶液的混合溶液中，处理50-240s，以除去残余金属离子，水洗，然后在20-40℃下浸入氢氟酸的水溶液中处理50-240s，以除去氧化层，水洗、烘干。

进一步地，在步骤(1)中，硅片的晶型为单晶、多晶或类单晶。

进一步地，在步骤(1)中，碱为氢氧化钠、氢氧化钾和四甲基氢氧化铵(TMAH)中的一种或几种。

进一步地，在步骤(1)中，碱溶液中碱的质量分数为0.05-10％。

进一步地，在步骤(2)中，贵金属离子为金离子、银离子、铂离子和钯离子中的一种或几种。

进一步地，在步骤(2)中，第一处理液中贵金属离子的浓度为1×10^-6mol/L-5×10^-2mol/L。

进一步地，在步骤(2)中，在步骤(2)中，第一处理液还包括第一添加剂，第一添加剂为聚丙烯酸、聚D，L-乳酸、聚乙烯醇和氟碳表面活性剂中的一种或几种。

进一步地，在步骤(2)中，第一处理液中第一添加剂的浓度为2-20ppm。

进一步地，在步骤(2)中，第一处理液中氢氟酸的质量分数为5-20％，过氧化氢的质量分数为0.1-10％。

进一步地，在步骤(2)中，第二处理液中氨水的浓度为0.1-20％。

在步骤(2)中，第一处理液中，过氧化氢作为氧化剂，氢氟酸作为还原剂，贵金属离子作为催化剂，可以形成纳米绒面结构，而第一添加剂能将各晶向腐蚀速率趋于相近，从而使外观晶花表现较为一致。第二处理液中，氨水能和贵金属离子形成氢氧化二氨合金，其为一种易溶于水的络合物，从而达到脱洗贵金属的目的。

进一步地，在步骤(3)中，第三处理液还包括第二添加剂，第二添加剂为聚乙烯醇、三乙醇胺、酒石酸、硅烷偶联剂、丙烯酸共聚物、氟改性丙烯酸共聚物、聚二甲基矽氧烷和聚醚改性聚二甲基矽氧烷中的一种或几种。

进一步地，在步骤(3)中，第三处理液中第二添加剂的质量分数为0.5-5％。

进一步地，在步骤(3)中，第三处理液中氢氟酸的质量分数为1-10％，硝酸的质量分数为10-40％。

在步骤(3)中，硝酸和氢氟酸和硅片发生氧化还原反应，能将纳米绒面结构进一步扩大，而第二添加剂起到定向加强腐蚀的作用，可以改变孔洞的高宽比。