[发明专利]一种基于碱性抛光凝胶的晶体硅表面精细抛光方法

说明书

本发明涉及太阳能电池生产技术领域，尤其涉及一种基于碱性抛光凝胶的晶体硅表面精细抛光方法，其包括以下步骤：将硅研磨片浸入APM溶液中，进行超声波辅助清洗，得到表面带有一层二氧化硅薄膜的预抛光片，然后在预抛光片表面涂抹一层可光固化的碱性水凝胶，经紫外光固化之后在预抛光片得到一层碱性交联水凝胶层，升温至一定温度，对预抛光片表层进行腐蚀抛光一定时间得到抛光硅片。本发明克服了现有太阳能电池技术中的抛光液在抛光过程中的液体流动会对硅片的抛光造成不良影响，导致抛光均匀性不一，工艺不稳定的缺陷，经过本发明中的精细抛光方法抛光之后的晶体硅片具有更高的抛光均匀性稳定，同时其表面反射率明显提升而表面缺陷则明显减少。

技术领域

本发明涉及太阳能电池生产技术领域，尤其涉及一种基于碱性抛光凝胶的晶体硅表面精细抛光方法。

背景技术

在太阳能硅片的加工过程中，会经过多次的线切割工艺，从而在硅表面形成具有一定粗糙度的损伤层。由于粗糙表面的影响，硅片背面与钝化膜及金属之间会产生接触不良的现象，因此高效太阳能电池(Topcon，IBC等电池)生产的第一步即对原硅片表面进行抛光处理，使硅片背表面更加光滑甚至达到镜面效果，抛光后硅片的背面平整，一方面可以加强对透射光的反射，减小透光率；另一方面可以有效提高背钝化镀膜的均匀性，提高钝化效果，从而有效提升成品电池的电性能及EL良率等。目前，高效太阳能电池中使用的硅片大多是N型的单晶硅片。

现有的生产实践中，太阳能硅片的抛光主要包括化学酸腐蚀抛光和化学碱腐蚀抛光两种手段，其中使用酸腐蚀抛光的技术抛光效果差，平整度低，且抛光后会产生大量酸性污染物，这些污染物的处理成本较高，会对环境和人体的健康造成影响。而化学碱腐蚀则是通过使用含有浓碱的抛光液对晶体硅表面进行腐蚀，但是这种方式也存在抛光效果不佳的问题，尤其是由于抛光液中的液体流动会对硅片的抛光造成一定的影响，导致硅片不同位置抛光程度不均一，导致工艺不稳定，容易在硅片表面出现凹坑、波纹、色斑、橘皮涡旋、雾或者电阻率条纹等缺陷，从而导致电池少子寿命低，EL良率低等问题。

发明内容

本发明是为了克服现有太阳能电池技术中的抛光液在抛光过程中的液体流动会对硅片的抛光造成不良影响，导致抛光均匀性不一，工艺不稳定的缺陷，因而提供了一种能够保证在抛光过程中对硅片均匀稳定刻蚀抛光的一种基于碱性抛光凝胶的晶体硅表面精细抛光方法。

为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于碱性抛光凝胶的晶体硅表面精细抛光方法，包括以下步骤：

(1)预抛光：将硅研磨片浸入APM溶液中，进行超声波辅助清洗，得到表面带有一层二氧化硅薄膜的预抛光片；

(2)表面涂胶：在预抛光片表面涂抹一层可光固化的碱性水凝胶，经紫外光固化之后在预抛光片得到一层碱性交联水凝胶层；

其中碱性水凝胶的配方如下：甲基丙烯酰胺基明胶10～20份、乙醇钠10～15份、氢氧化六甲双铵2～5份、三(丙烯酸)硼酸酯1～3份、氟化钾1～3份、羧甲基纤维素钠0.5～3份、表面活性剂0.5～1份、光引发剂0.1～0.5份以及水100份；

(3)精细抛光：升温至一定温度，对预抛光片表层进行腐蚀抛光一定时间，然后剥离碱性交联水凝胶层，得到抛光硅片。

在太阳能硅片加工过程中，通常使用的是多线切割的加工方式，因此在得到的原硅片表面会形成损伤层，从而使得硅表面具有一定的粗糙度。化学抛光就是在粗糙的硅片表面上通过酸碱化学腐蚀的方式，进一步获得更光滑、平整的晶硅表面的过程。