[发明专利]一种类单晶硅片的表面处理方法

说明书

本发明公开了一种类单晶硅片的表面处理方法。该方法步骤如下：利用喷砂工艺，先对硅片表面进行喷砂处理，再将其放入含有氢氟酸、硝酸和添加剂的混合溶液中进行制绒；所述喷砂工艺为湿法喷砂，所述湿法喷砂是指将水与磨料所混合的喷砂液利用泵加压经由喷嘴射出，均匀地对硅片表面进行冲击，使硅片表面产生凹凸不平的制绒表面。本发明喷砂方式成本低、工艺简单、不用使用化学品，亦不需要改变现有太阳能电池制绒工艺，通过本发明处理的硅片所生成的电池片，可达到均匀绒面效果，并且消除类单晶因不同尺寸晶粒间的反射率差异所造成的颜色不均。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是一种类单晶硅片的表面处理方法。

背景技术

类单晶(mono-like)硅片又称为准单晶或铸锭单晶硅片，一般指采用多晶铸锭的生长方式所制造出的类似单晶结构，且在同一硅片表面上存在单晶相为主但含有局部多晶相的混合晶相硅片。由于单晶硅片价格逐年下降，使得多晶硅片不再具有成本的优势，近年来多晶硅片厂开始投入研发低成本且高效率的类单晶，质量好于多晶，且成本接近铸锭多晶硅，使得类单晶的应用越来越广泛。

硅片用于制造太阳能电池时需经过制绒处理，目前多晶硅采用混酸溶液低温制绒，利用混酸对硅片表面的等向性蝕刻(isotropic etching)后得到多孔绒面，单晶硅采用碱溶液高温制绒，利用碱对硅片表面的异向性蝕刻(anisotropic etching)后得到金字塔绒面。类单晶硅片同时具有单晶与多晶的晶相，使得选择酸或碱的制绒方式必须取决于单晶晶相在硅片上所占有的面积比例，当硅片表面单晶所占比例较大时，则采用碱制绒，而当硅片表面多晶所占比例较大时，则采用酸制绒。

但是，在类单晶电池片制作过程中，酸制绒将对同一片类单晶的单晶区域的反射率损耗较大；同样的，使用碱制绒也将提高同一片类单晶的多晶区域的反射损耗。若不对制绒过程进行改进，不论采用单晶所使用的碱制绒还是多晶所使用的酸制绒，所制备的电池片都不能发挥出类单晶硅片的优势，使得制造出的电池片外观差异明显，影响后期封装成组件的外观均匀性。

为了解决类单晶硅片外观不良的难题：中国专利CN102703989B提供了一种混酸溶液及具有单晶催化剂的碱溶液对类单晶硅片进行两步骤的制绒处理；中国专利CN102810594B提供了一种通过掩膜方式将类单晶上不同区域采用不同的制绒方式。但是，由于类单晶硅片的单晶与多晶区域程度不一，利用以上所述文献方法需配合类单晶硅片的品质调整参数与方法，不仅制程繁琐，亦不利于制程稳定性的掌控。中国专利CN107681011A、CN103849937B提供了一种反应离子刻蚀进行类单晶制绒。但是，反应离子蚀刻设备成本高，产量低，不利于工业化应用。中国专利CN102403214A提供了一种银离子的碱性刻蚀液，刻蚀一单晶或类单晶硅片的至少一表面，以使单晶或类单晶硅片的至少一表面制绒化。但是，使用金属催化制绒方法制程繁琐，需使用金属银或铜的金属元素，以及使用去除金属元素的氨水溶液，造成环境污染。综上，现有类单晶硅片的表面处理方法普遍存在工艺复杂、成本高、污染环境等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、工艺简单且环保的类单晶硅片的表面处理方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种类单晶硅片的表面处理方法，利用喷砂工艺，先对硅片表面进行喷砂处理，再将其放入含有氢氟酸、硝酸和添加剂的混合溶液中进行制绒；

所述喷砂工艺为湿法喷砂，所述湿法喷砂是指将水与磨料所混合的喷砂液利用泵加压经由喷嘴射出，均匀地对硅片表面进行冲击，使硅片表面产生凹凸不平的制绒表面。

进一步地，所述类单晶硅片为金刚线切割方式制造出的类单晶硅片，硅片上单晶区域面积占整体类单晶硅片面积的10％～99％。

进一步地，所述湿法喷砂工艺中磨料为150～1000目的碳化硅或氧化铝。

进一步地，所述喷砂液为水与磨料组成，其中磨料重量占喷砂液重量的10％～40％。