本發(fā)明涉及晶硅太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能電池硅片的處理方法。
背景技術(shù)：
：目前在晶硅太陽能電池領(lǐng)域，比較常見的三種晶硅基體電池是多晶、單晶、類單晶，硅片切割方式比較常見的是砂漿切割和金剛線切割。目前，在處理用于制備太陽能電池的硅片時(shí)，常規(guī)多晶一般采取酸制絨的方式，形成蠕蟲狀的坑洞，該方法處理過的硅片表面反射率較高，但其光電轉(zhuǎn)換效率難以進(jìn)一步提升；常規(guī)單晶一般采取堿制絨的方式，形成金字塔狀結(jié)構(gòu)，其反射率相對(duì)多晶有較大幅度的降低。從制作成本方面來看，金剛線切割方式大大降低了單、多晶的切割成本，金剛線單晶片采用堿制絨，能較好的進(jìn)行工藝選擇和匹配，而金剛線多晶片使用常規(guī)酸制絨，反射率高且外觀有線痕缺陷，嚴(yán)重影響了金剛線多晶片的光電轉(zhuǎn)換效率。由于類單晶集單、多晶于一體，理論上其光電轉(zhuǎn)換效率介于單、多晶之間，但由于其制絨方案有限，所以一直沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。此外，從絨面制備設(shè)備方面來看，多晶普遍采用鏈?zhǔn)剿皆O(shè)備進(jìn)行酸制絨，單晶普遍采用槽式垂直設(shè)備進(jìn)行堿制絨，目前尚未出現(xiàn)能夠采用相同制絨方式而實(shí)現(xiàn)對(duì)單、多晶、類單晶處理的一體機(jī)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種太陽能電池硅片的處理方法，以解決常規(guī)單、多晶或類單晶制絨方式不同的問題，并提高晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明提供了一種太陽能電池硅片的處理方法，包括以下步驟：(1)使用堿溶液在40-90℃下對(duì)硅片表面化學(xué)腐蝕處理10-240s，以除去硅片表面的損傷層；(2)將步驟(1)處理后的硅片在5-40℃下浸入第一處理液中挖孔處理50-240s，然后在10-40℃下浸入第二處理液中進(jìn)行脫洗貴金屬處理10-200s，其中，第一處理液包括氫氟酸、過氧化氫、貴金屬離子和水，第二處理液包括氨水和水；(3)將步驟(2)處理過的硅片水洗后在20-40℃下浸入第三處理液中進(jìn)行擴(kuò)孔處理20-200s，第三處理液包括氫氟酸、硝酸和水；(4)將步驟(3)處理后的硅片水洗后浸入第四處理液中修飾處理1-50s，第四處理液包括堿和水；(5)將步驟(4)處理過的硅片水洗后在40-90℃下浸入鹽酸和過氧化氫水溶液的混合溶液中，處理50-240s，以除去殘余金屬離子，水洗，然后在20-40℃下浸入氫氟酸的水溶液中處理50-240s，以除去氧化層，水洗、烘干。進(jìn)一步地，在步驟(1)中，硅片的晶型為單晶、多晶或類單晶。進(jìn)一步地，在步驟(1)中，堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀和四甲基氫氧化銨(tmah)中的一種或幾種。進(jìn)一步地，在步驟(1)中，堿溶液中堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05-10％。進(jìn)一步地，在步驟(2)中，貴金屬離子為金離子、銀離子、鉑離子和鈀離子中的一種或幾種。進(jìn)一步地，在步驟(2)中，第一處理液中貴金屬離子的濃度為1×10-6mol/l-5×10-2mol/l。進(jìn)一步地，在步驟(2)中，在步驟(2)中，第一處理液還包括第一添加劑，第一添加劑為聚丙烯酸、聚d，l-乳酸、聚乙烯醇和氟碳表面活性劑中的一種或幾種。進(jìn)一步地，在步驟(2)中，第一處理液中第一添加劑的濃度為2-20ppm。進(jìn)一步地，在步驟(2)中，第一處理液中氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-20％，過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-10％。進(jìn)一步地，在步驟(2)中，第二處理液中氨水的濃度為0.1-20％。在步驟(2)中，第一處理液中，過氧化氫作為氧化劑，氫氟酸作為還原劑，貴金屬離子作為催化劑，可以形成納米絨面結(jié)構(gòu)，而第一添加劑能將各晶向腐蝕速率趨于相近，從而使外觀晶花表現(xiàn)較為一致。第二處理液中，氨水能和貴金屬離子形成氫氧化二氨合金，其為一種易溶于水的絡(luò)合物，從而達(dá)到脫洗貴金屬的目的。進(jìn)一步地，在步驟(3)中，第三處理液還包括第二添加劑，第二添加劑為聚乙烯醇、三乙醇胺、酒石酸、硅烷偶聯(lián)劑、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種或幾種。進(jìn)一步地，在步驟(3)中，第三處理液中第二添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-5％。進(jìn)一步地，在步驟(3)中，第三處理液中氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-10％，硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-40％。在步驟(3)中，硝酸和氫氟酸和硅片發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能將納米絨面結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擴(kuò)大，而第二添加劑起到定向加強(qiáng)腐蝕的作用，可以改變孔洞的高寬比。進(jìn)一步地，在步驟(4)中，堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。在步驟(4)中，第四處理液中堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-5％。進(jìn)一步地，在步驟(4)中，第四處理液還包括第三添加劑，第三添加劑為醋酸乙烯、葡萄糖、丙烯酸共聚物、18-冠醚-6、15-冠醚-5、12-冠醚-4、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇丙醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇丙醚和三丙二醇甲醚中的一種或幾種。進(jìn)一步地，在步驟(4)中，第四處理液中第三添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.001-1％。步驟(4)的修飾處理的作用是除去硅片表面較粗糙的棱角，在步驟(4)中，堿的作用是去除在第(3)步驟中形成的多孔硅，而第三添加劑能去除納米絨面結(jié)構(gòu)中的棱角等，使納米絨面結(jié)構(gòu)更均勻和一致。進(jìn)一步地，在步驟(5)中，混合溶液中鹽酸的濃度為3-7％，過氧化氫的濃度為2-5％?；旌先芤褐宣}酸、過氧化氫和水按照鹽酸：過氧化氫：水＝1:1:(5-7)的比例混合，稱之為一號(hào)清洗液，能有效去除殘余金屬離子。進(jìn)一步地，在步驟(5)中，氫氟酸的濃度為4-8％。本發(fā)明中，堿溶液指的是堿的水溶液。借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于常規(guī)多晶酸制絨在處理硅片后，其絨面是微米級(jí)結(jié)構(gòu)，陷光效應(yīng)較差，反射率較高(20％～25％)。而常規(guī)單晶堿制絨在處理硅片后，硅片的反射率雖然比較低(8％～12％)，但絨面仍然是微米級(jí)結(jié)構(gòu)，比表面積比較小，限制了銀-硅接觸的空間，從而影響了單晶效率的進(jìn)一步提升。類單晶集單、多晶特點(diǎn)于一體，難以適用于酸或者堿制絨工藝，在處理時(shí)，光電轉(zhuǎn)換效率方面大打折扣。本發(fā)明的技術(shù)方案適用于單晶、多晶和類單晶，基體選擇不受限制，采用本發(fā)明的工藝所處理的硅片，其絨面是納米級(jí)結(jié)構(gòu)，反射率較低，反射率甚至可以趨于0，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行反射率的調(diào)整，且硅片的陷光效應(yīng)得到充分發(fā)揮，單晶效率提高了0.3％～0.8％。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合詳細(xì)說明如后。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例提供了一種太陽能電池硅片的處理方法，具體方法如下(1)使用氫氧化鉀(koh)水溶液對(duì)多晶硅片進(jìn)行表面化學(xué)腐蝕處理，以去除單晶硅表面的損傷層，處理時(shí)間為200s，處理溫度為80℃，其中，koh水溶液的濃度為2％。(2)將步驟(1)處理后的硅片經(jīng)水洗后在30℃下進(jìn)行挖孔處理50s，挖孔處理時(shí)使用第一處理液，其中含有hf、h2o2、銀離子、第一添加劑和水，其中，hf濃度為5％，h2o2濃度為10％，銀離子的濃度為1×10-6mol/l，第一添加劑的濃度5ppm。(3)將步驟(2)處理后的硅片經(jīng)水洗后，用第二處理液在30℃下進(jìn)行脫洗貴金屬處理，處理時(shí)間為60s，其中第二處理液包括氨水和水，其中氨水的濃度為8％。(4)將步驟(3)處理后的硅片經(jīng)水洗后在40℃下進(jìn)行擴(kuò)孔處理，處理時(shí)間為100s，處理時(shí)使用第三處理液，其中含有hf、hno3、以丙烯酸共聚物、氟改性丙烯酸共聚物、聚二甲基矽氧烷、聚醚改性聚二甲基矽氧烷組成的第二添加劑和水。其中hf濃度為5％，hno3濃度為20％，第二添加劑的濃度為1％。(5)將步驟(4)處理后的硅片經(jīng)水洗后浸入第四處理液進(jìn)行修飾處理，在30℃下處理20s，第四處理液中含有koh、以葡萄糖、18-冠醚-6、乙二醇丁醚、丙二醇丙醚組成的第三添加劑和水，其中koh的濃度為2％，第三添加劑的濃度為1％。(6)將步驟(5)處理后的硅片經(jīng)水洗后在hcl和h2o2的水溶液中進(jìn)行酸洗處理，在60℃下處理200s，其中hcl的濃度為3％，h2o2的濃度為2％。(7)將步驟(6)處理后的硅片經(jīng)水洗后在hf的水溶液中再次進(jìn)行酸洗處理，在20℃下處理200s，其中hf的濃度為10％。(8)將步驟(7)處理后的硅片經(jīng)水洗、烘干，即完成單晶硅的濕法黑硅處理工藝。實(shí)施例2本實(shí)施例提供了一種太陽能電池硅片的處理方法，具體方法如下：(1)使用koh水溶液對(duì)單晶硅片進(jìn)行表面化學(xué)腐蝕處理，以去除單晶硅表面的損傷層，處理時(shí)間為200s，處理溫度為80℃，其中，koh水溶液的濃度為5％。(2)將步驟(1)處理后的硅片經(jīng)水洗后在30℃下進(jìn)行挖孔處理180s，挖孔處理時(shí)使用第一處理液，其中含有hf、h2o2、銀離子、以聚丙烯酸、聚d，l乳酸、氟碳表面活性劑組成的第一添加劑和水，其中，hf濃度為5％，h2o2濃度為5％，銀離子的濃度為1×10-6mol/l，第一添加劑的濃度6ppm。(3)將步驟(2)處理后的硅片經(jīng)水洗后，用第二處理液在30℃下進(jìn)行脫洗貴金屬處理，處理時(shí)間為50s，其中第二處理液包括氨水和水，氨水的濃度為10％。(4)將步驟(3)處理后的硅片經(jīng)水洗后在40℃下進(jìn)行擴(kuò)孔處理，處理時(shí)間為120s，處理時(shí)使用第三處理液，其中含有hf、hno3、以丙烯酸共聚物、氟改性丙烯酸共聚物、聚二甲基矽氧烷、聚醚改性聚二甲基矽氧烷組成的第二添加劑和水。其中hf濃度為5％，hno3濃度為15％，第二添加劑濃度為1％。(5)將步驟(4)處理后的硅片經(jīng)水洗后浸入第四處理液進(jìn)行修飾處理，在30℃下處理20s，第四處理液中含有koh、以葡萄糖、18-冠醚-6、乙二醇丁醚、丙二醇丙醚組成的第三添加劑和水，其中koh的濃度為3％，第三添加劑的濃度為1％。(6)將步驟(5)處理后的硅片經(jīng)水洗后在hcl和h2o2的水溶液中進(jìn)行酸洗處理，在60℃下處理200s，其中hcl的濃度為3％，h2o2的濃度為2％。(7)將步驟(6)處理后的硅片經(jīng)水洗后在hf的水溶液中再次進(jìn)行酸洗處理，在20℃下處理200s，其中hf的濃度為10％。(8)將步驟(7)處理后的硅片經(jīng)水洗、烘干，即完成單晶硅的濕法黑硅處理工藝。實(shí)施例3采用常規(guī)多晶酸制絨處理多晶硅片作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)，具體步驟如下：(1)水清洗；(2)酸制絨，使用hf和hno3體系，配合一定的添加劑(如多晶制絨添加劑)；(3)水漂洗；(4)使用koh去除多孔硅；(5)水漂洗；(6)hf去除氧化層；(7)水洗、吹干，完成整個(gè)流程。實(shí)施例4采用常規(guī)單晶堿制絨處理單晶硅片作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)，具體方法如下：(1)預(yù)清洗：使用koh和h2o2體系；(2)水洗后進(jìn)行堿制絨，使用koh，配合一定的添加劑(如單晶制絨添加劑)；(3)水洗后使用koh和h2o2進(jìn)行清洗；(4)水洗后使用hcl和hf去除金屬離子和氧化層；(5)水洗、吹干，完成整個(gè)流程。采用上述實(shí)施例1-4中的工藝，經(jīng)簡單后續(xù)處理后，在am1.5、光強(qiáng)1000w、溫度25℃條件下測量其電性能參數(shù)，結(jié)果如表1和表2所示。表1不同處理工藝下多晶硅的電性能參數(shù)硅片uociscffrsrsheff實(shí)施例10.63328.90080.391.88105418.62％實(shí)施例30.63549.08580.481.56110719.09％其中，表1中的voc代表開路電壓，isc代表短路電流，ff代表填充因子，rs代表串聯(lián)電阻，rsh代表并聯(lián)電阻，eff代表轉(zhuǎn)換效率。表2不同處理工藝下單晶硅的電性能參數(shù)硅片uociscffrsrsheff實(shí)施例20.64219.46080.662.0089620.06％實(shí)施例40.64529.53380.922.0091020.38％其中，表2中的voc代表開路電壓，isc代表短路電流，ff代表填充因子，rs代表串聯(lián)電阻，rsh代表并聯(lián)電阻，eff代表轉(zhuǎn)換效率。從表1和表2中可以看出，采用本發(fā)明的方法所處理的單晶硅和多晶硅，其電性能參數(shù)均優(yōu)于作為對(duì)照的實(shí)施例3和實(shí)施例4，其中實(shí)施例1的光電轉(zhuǎn)換效率比實(shí)施例3提高了0.47％，實(shí)施例2的光電轉(zhuǎn)換效率比實(shí)施例4提高了0.32％，這在太陽能電池領(lǐng)域是很大的提高?？梢?，采用本發(fā)明的濕法黑硅工藝可以顯著改善硅材料的電性能，有效增加晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12