一種準(zhǔn)單晶硅片絨面的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)單晶硅片絨面的制備方法，包括先對以（100）晶粒為主的準(zhǔn)單晶硅片采用酸制絨工序，再采用兩次堿制絨工序。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案給予實現(xiàn)：1）將硅片酸制絨；2）第一次各向異性堿制絨；3）第二次各向同性堿制絨；4）硅片清洗。這種濕法化學(xué)腐蝕法制備準(zhǔn)單晶硅片絨面工藝，硅片外觀無色差，所得絨面結(jié)構(gòu)細(xì)小而均勻，有效降低硅片表面的反射率，利于提高準(zhǔn)單晶電池片的轉(zhuǎn)換效率，成本低且操作簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種準(zhǔn)單晶硅片絨面的制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏和半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及一種準(zhǔn)單晶硅片絨面的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能以其清潔環(huán)保、取之不竭在全球范圍受到追捧，被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的新能源之首。在太陽能光伏領(lǐng)域，晶體硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率較高，原材料來源簡單，當(dāng)前仍是太陽能電池行業(yè)的主力。其中單晶硅太陽能電池由于具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率，而備受人們的關(guān)注，但是其制造成本居高不下，影響其推廣應(yīng)用。多晶硅太陽電池具有易制成方形片、價格低廉等優(yōu)點，但多晶硅片本身存在許多晶界、雜質(zhì)和缺陷，轉(zhuǎn)換效率要比單晶硅太陽能電池低。如果能將單晶、多晶兩者優(yōu)勢融合，制備一種高效低成本晶體硅太陽能電池，必將推動太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，用多晶鑄錠方法生產(chǎn)的準(zhǔn)單晶技術(shù)正是順應(yīng)這種需求。
[0003]在晶硅太陽能電池制備工藝中，硅表面的狀態(tài)對電池的轉(zhuǎn)換效率起著至關(guān)重要的影響，制絨和鈍化工藝是制造高效太陽能電池最有效途徑。其中一種低成本的濕法化學(xué)溶液腐蝕法制絨，在當(dāng)前電池工藝生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用:單晶硅片是利用具有各向異性腐蝕特性的堿腐蝕液制備“金字塔”絨面結(jié)構(gòu)；多晶硅片利用具有各向同性腐蝕特性的酸腐蝕液制備“蚯蚓”狀腐蝕坑絨面結(jié)構(gòu)。
[0004]目前生產(chǎn)的準(zhǔn)單晶硅片，通常以(100)晶粒為主，同時還存在不同晶向的晶粒部分，即準(zhǔn)單晶硅片同時含有單晶區(qū)域和多晶區(qū)域。若準(zhǔn)單晶硅片采用酸制絨，能形成外觀均勻的絨面，但效率大大降低；若采用堿制絨，則會在多晶區(qū)域發(fā)亮，影響外觀。針對此狀況，中國專利CN102034900采用兩步腐蝕法制絨，先酸制絨后堿制絨，CN102306681反過來先堿制絨后酸制絨。但這些工藝都沒能充分發(fā)揮準(zhǔn)單晶硅片的優(yōu)點，在實際生產(chǎn)中工藝不穩(wěn)定，形成絨面結(jié)構(gòu)差別大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種準(zhǔn)單晶硅片絨面的制備方法，采用一次酸腐蝕和兩次堿腐蝕法制絨。該法結(jié)合了酸堿制絨的工藝特點，降低準(zhǔn)單晶硅片整體反射率，減少單晶、多晶區(qū)域色差，減小晶界處臺階高度，在單晶區(qū)域形成密布的“金字塔”結(jié)構(gòu)，在多晶區(qū)域“蚯蚓”狀腐蝕坑表面又形成類似蜂窩狀絨面。同時該工藝簡單穩(wěn)定，重復(fù)性高，所制得的電池轉(zhuǎn)換效率高，制絨溶液的化學(xué)藥品廉價易得，并省去鹽酸的應(yīng)用和后續(xù)處理，適應(yīng)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，因此有很高的商業(yè)價值。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種準(zhǔn)單晶硅片絨面的制備方法，包括以下步驟:1)將準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行各向同性酸制絨；2)將步驟I)得到的硅片進(jìn)行第一次各向異性堿制絨；3)將步驟2)得到的硅片進(jìn)行第二次各向同性堿制絨；4)將步驟3)得到的硅片清洗并干燥，即可得絨面結(jié)構(gòu)準(zhǔn)單晶硅片。
[0007]在一些實施方式中，步驟I)還包括酸制絨后用去離子水沖洗的步驟。[0008]在一些實施方式中，本發(fā)明步驟I)中所述準(zhǔn)單晶硅片以(100)晶粒為主，厚度為100-300 μ m。在一些實施方式中，酸制絨所用制絨液是氫氟酸、酸制絨腐蝕試劑與水的混合液，其中氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-30%，酸制絨腐蝕試劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-40% ;所述酸制絨腐蝕試劑選自硝酸，醋酸，磷酸，硫酸或鉻酸。在一些實施方式中，酸制絨時間為10-150秒，酸制絨溫度為3-15°C，制絨腐蝕量為0.05-0.lmg/cm2。
[0009]在一些實施方式中，本發(fā)明步驟2)中所述堿制絨所用的制絨液是無機(jī)堿、異丙醇、制絨添加劑與水的混合溶液，其中無機(jī)堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-5%，異丙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-15%，制絨添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05-2% ;所述制絨添加劑為時創(chuàng)單晶制絨添加劑S929-A或昆山長優(yōu)電子材料公司的單晶制絨添加劑CYC-3或其它市場上可購買的單晶制絨添加劑。在一些實施方式中，無機(jī)堿選自氨水、氫氧化鋰、氫氧化鈉或氫氧化鉀；制絨時間為5-30分鐘，制絨溫度為70-85°C，制絨腐蝕量為0.05-0.3mg/cm2。
[0010]在一些實施方式中，本發(fā)明步驟3)中所述堿制絨所用的制絨液是次氯酸鹽、磷酸鹽、無機(jī)堿與水的混合溶液，其中次氯酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1_20%，磷酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-15%，無機(jī)堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-15%。在一些實施方式中，次氯酸鹽選自次氯酸鈉、次氯酸鉀、次氯酸鈣或次氯酸銨；所述磷酸鹽選自磷酸鈉、磷酸鉀或磷酸銨；所述無機(jī)堿選自氨水、氫氧化鋰、氫氧化鈉或氫氧化鉀。在一些實施方式中，制絨時間為10-30分鐘，制絨溫度為 70-85 °C，制絨腐蝕量為 0.05-0.3mg/cm2。
[0011]在一些實施方式中，本發(fā)明步驟4)中所述清洗為先用含氫氟酸溶液漂洗，再用去離子水沖洗。其中，含氫氟酸溶液氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-10%，漂洗溫度為15-30°C，漂洗時間為1-15分鐘。 [0012]除非明確地說明與此相反，否則，本發(fā)明引用的所有范圍包括端值。例如，“制絨時間為10-150秒”表示酸制絨的時間T范圍為10秒≤T ( 150秒。
[0013]本發(fā)明使用的術(shù)語“或”表示備選方案，如果合適的話，可以將它們組合，也就是說，術(shù)語“或”包括每個所列出的單獨備選方案以及它們的組合。例如，“次氯酸鹽選自次氯酸鈉、次氯酸鉀、次氯酸鈣或次氯酸銨”表示次氯酸鹽可以是次氯酸鈉、次氯酸鉀、次氯酸鈣、次氯酸銨的一種，也可以是其一種以上的組合。
[0014]本發(fā)明使用的術(shù)語“干燥”表示借能量直接除去物料中的水，或使物料中水或溶劑氣化并帶走所生成的蒸汽，或使用化學(xué)干燥劑除去物料中的水的過程。干燥的方法包括但不限于甩干、烘干、真空干燥、冷凍干燥、氣流干燥、微波干燥、紅外線干燥或高頻率干燥。
[0015]本發(fā)明所述“第二次各向同性堿制絨”具體是指經(jīng)第二次堿制絨后，硅片表面形成各項同性的絨面結(jié)構(gòu)，與各向同性酸制絨具有類似效果。
[0016]與現(xiàn)有準(zhǔn)單晶制絨工藝相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0017]1、綜合酸堿制絨特性，采用具有各向同性的酸制絨、各向異性的第一次堿制絨、各向同性的第二次堿制絨，因此能夠在準(zhǔn)單晶多晶區(qū)域原有“蚯蚓”狀絨面上形成更細(xì)小蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，在單晶區(qū)域形成細(xì)小均勻“金字塔”絨面結(jié)構(gòu)，絨面深度適中而且均勻。
[0018]2、在第二次堿制絨過程中，采用次氯酸鹽和磷酸鹽溶液腐蝕硅片，反應(yīng)速率較慢，各向同性好，使得在多晶區(qū)域晶界的腐蝕速率和其它區(qū)域的腐蝕速率較為接近，有效減少晶界間臺階高度，晶界不明顯，硅片外觀無色差，顏色均一；制絨過程中產(chǎn)生的氯離子可作為很好的吸雜劑，能夠有效地去除硅片表面金屬雜質(zhì)，減少復(fù)合，提高少子壽命，提升電池轉(zhuǎn)換效率；制絨過程中次氯酸鹽的應(yīng)用，省去了在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)過程中需用鹽酸中和殘留的堿液步驟，從而改善生產(chǎn)環(huán)境，簡化生產(chǎn)工藝。
[0019]3、能夠?qū)尉?、多晶區(qū)域統(tǒng)一，外觀無差異，絨面平整，制絨深度為1-15 μ m，寬度
0.5-10 μ m。
[0020]4、按照本發(fā)明提供的方法制絨的準(zhǔn)單晶硅片所制備的準(zhǔn)單晶太陽能電池，其準(zhǔn)單晶硅片的轉(zhuǎn)換效率達(dá)17.2%-18.6%。
[0021]5、所用原料廉價易得，成本低，且工藝操作簡單，重復(fù)性和均勻性好，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，適用范圍廣，對于P型或N型準(zhǔn)單晶硅片都適用，而且對準(zhǔn)單晶硅片多晶區(qū)域的面積大小無要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實施例1-4準(zhǔn)單晶硅片表面反射率曲線。
[0023]圖1中，I為實施例1的表面反射率曲線；2為實施例2的表面反射率曲線；3為實施例3的表面反射率曲線；4為實施例4的表面反射率曲線
[0024]圖2為本發(fā)明實施例4準(zhǔn)單晶硅片單晶區(qū)域SEM圖。
[0025]圖3為本發(fā)明實施例4準(zhǔn)單晶硅片多晶區(qū)域SEM圖。
【具體實施方式】
[0026]以下所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明所保護(hù)的不限于以下優(yōu)選實施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說在此發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的基礎(chǔ)上，做出的若干變形和改進(jìn)，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]實施例1
[0028]I)將電阻率為1-3Ω.cm，厚度為180±5μπι，(100)晶粒面積占整個硅片面積^ 50%，尺寸為156Χ 156mm2的P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行酸制絨，酸溶液由氫氟酸、硝酸和水組成，其中氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，酸制絨時間20秒，制絨溫度15°C，制絨腐蝕量為0.05mg/cm2，制絨后硅片用去離子水沖洗。
[0029]2)將步驟I)得到的硅片進(jìn)行第一次堿制絨，堿溶液由氫氧化鈉、異丙醇、時創(chuàng)單晶制絨添加劑S929-A和水組成，其中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%，異丙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%，時創(chuàng)單晶制絨添加劑S929-A質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%,堿制絨時間30分鐘，制絨溫度70°C，制絨腐蝕量為
0.06mg/cm2。
[0030]3)將步驟2)得到的硅片進(jìn)行第二次堿制絨，堿溶液由次氯酸鈣、磷酸鈉、氫氧化鈉和水組成，其中次氯酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%，磷酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%,氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%,堿制絨時間30分鐘，制絨溫度70°C，制絨腐蝕量為0.08mg/cm2。
[0031]4)將步驟3)得到的硅片在氫氟酸溶液漂洗，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，漂洗時間15分鐘，漂洗溫度15°C，再用去離子水沖洗后，甩干。
[0032]得到的硅片絨面結(jié)構(gòu)均勻，無明顯的色差，晶界不明顯，絨面深度1-6 μ m，測試反射率如圖1所示，在350-1 IOOnm波長范圍內(nèi)平均反射率為12.3%。
[0033]實施例2
[0034]I)將電阻率為1-3Ω.cm，厚度為200±5μπι，(100)晶粒面積占整個硅片面積^ 60%，尺寸為156X 156mm2的P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行酸制絨，酸溶液由氫氟酸、磷酸和水組成，其中氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%，酸制絨時間40秒，制絨溫度13°C，制絨腐蝕量為0.056mg/cm2，制絨后硅片用去離子水沖洗。
[0035]2)將步驟I)得到的硅片進(jìn)行第一次堿制絨，堿溶液由氫氧化鉀、異丙醇、昆山長優(yōu)電子材料公司的單晶制絨添加劑CYC-3和水組成，其中氫氧化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%，異丙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%，昆山長優(yōu)電子材料公司的單晶制絨添加劑CYC-3質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.08%,堿制絨時間25分鐘，制絨溫度75 °C，制絨腐蝕量為0.09mg/cm2。
[0036]3)將步驟2)得到的硅片進(jìn)行第二次堿制絨，堿溶液由次氯酸鉀、磷酸氨、氫氧化鈉和水組成，其中次氯酸鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%,磷酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%,氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%,堿制絨時間25分鐘，制絨溫度75°C，制絨腐蝕量為0.llmg/cm2。
[0037]4)將步驟3)得到的硅片在氫氟酸溶液漂洗，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，漂洗時間10分鐘，漂洗溫度20°C，再用去離子水沖洗后，甩干。
[0038]得到的硅片絨面結(jié)構(gòu)均勻，無明顯的色差，晶界不明顯，絨面深度2-10 μ m，測試反射率如圖1所示，在350-1 IOOnm波長范圍內(nèi)平均反射率為11.2%。
[0039]實施例3
[0040]1)將電阻率為1-3Ω.cm，厚度為180±5μπι，(100)晶粒面積占整個硅片面積^ 70%，尺寸為156 X 156mm2的N型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行酸制絨，酸溶液由氫氟酸、醋酸和水組成，其中氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，酸制絨時間150秒，制絨溫度8°C，制絨腐蝕量為0.083mg/cm2，制絨后硅片用去離子水沖洗。 [0041]2)將步驟I)得到的硅片進(jìn)行第一次堿制絨，堿溶液由氨水、異丙醇、昆山長優(yōu)電子材料公司的單晶制絨添加劑CYC-3和水組成，其中氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%，異丙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%，昆山長優(yōu)電子材料公司的單晶制絨添加劑CYC-3質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%，堿制絨時間15分鐘，制絨溫度80°C，制絨腐蝕量為0.23mg/cm2。
[0042]3)將步驟2)得到的硅片進(jìn)行第二次堿制絨，堿溶液由次氯酸銨、磷酸鉀、氫氧化鈉、氨水和水組成，其中次氯酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%，磷酸鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%，氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)
1.5%，氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%，堿制絨時間20分鐘，制絨溫度80°C，制絨腐蝕量為0.2mg/cm2。
[0043]4)將步驟3)得到的硅片在氫氟酸溶液漂洗，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，漂洗時間10分鐘，漂洗溫度25°C，再用去離子水沖洗后，甩干。
[0044]得到的硅片絨面結(jié)構(gòu)均勻，無明顯的色差，晶界不明顯，絨面深度2-15 μ m，測試反射率如圖1所示，在350-1 IOOnm波長范圍內(nèi)平均反射率為10.3%。
[0045]實施例4
[0046]I)將電阻率為1-3Ω.cm，厚度為180±5μπι，(100)晶粒面積占整個硅片面積≥90%，尺寸為156X156mm2的P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行酸制絨，酸溶液由氫氟酸、硝酸、硫酸和水組成，其中氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%，硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%，酸制絨時間90秒，制絨溫度6°C，制絨腐蝕量為0.07mg/cm2，制絨后硅片用去離子水沖洗。
[0047]2)將步驟I)得到的硅片進(jìn)行第一次堿制絨，堿溶液由氫氧化鉀、異丙醇、時創(chuàng)單晶制絨添加劑S929-A和水組成，其中氫氧化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%，異丙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%，時創(chuàng)單晶制
絨添加劑S929-A質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%，堿制絨時間20分鐘，制絨溫度83°C，制絨腐蝕量為0.16mg/
2
cm ο[0048]3 )將步驟2 )得到的硅片進(jìn)行第二次堿制絨，堿溶液由次氯酸鉀、磷酸鈉、氫氧化鉀和水組成，其中次氯酸鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%,磷酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%,氫氧化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%,堿制絨時間20分鐘，制絨溫度83°C，制絨腐蝕量為0.16mg/cm2。
[0049]4)將步驟3)得到的硅片在氫氟酸溶液漂洗，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%，漂洗時間5分鐘，漂洗溫度25 °C，再用去離子水沖洗后，甩干。
[0050]得到的硅片絨面結(jié)構(gòu)均勻，無明顯的色差，晶界不明顯，絨面深度2-18 μ m，測試反射率如圖1所示，在350-1 IOOnm波長范圍內(nèi)平均反射率為9.6% ;其單晶區(qū)域和多晶區(qū)域SEM照片分別如圖2和3所示。
[0051]實施例5
[0052]I)將電阻率為1-5Ω.cm，厚度為180±5μπι，(100)晶粒面積占整個硅片面積^ 40%，尺寸為156X 156mm2的P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行酸制絨，酸溶液由氫氟酸、磷酸、鉻酸和水組成，其中氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，鉻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%，酸制絨時間120秒，制絨溫度3°C，制絨腐蝕量為0.06mg/cm2，制絨后硅片用去離子水沖洗。
[0053]2)將步驟I)得到的硅片進(jìn)行第一次堿制絨，堿溶液由氫氧化鋰、氨水、異丙醇、昆山長優(yōu)電子材料公司的單晶制絨添加劑CYC-3和水組成，其中氫氧化鋰質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%，氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%，異丙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%，昆山長優(yōu)電子材料公司的單晶制絨添加劑CYC-3質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%，堿制絨時間5分鐘，制絨溫度85°C，制絨腐蝕量為0.08mg/cm2。
[0054]3)將步驟2)得到的硅片進(jìn)行第二次堿制絨，堿溶液由次氯酸鈉、磷酸鉀、氨水和水組成，其中次氯酸鈉 質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%,磷酸鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%,氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%,堿制絨時間15分鐘，制絨溫度85 °C，制絨腐蝕量為0.25mg/cm2。
[0055]4)將步驟3)得到的硅片在氫氟酸溶液漂洗，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%，漂洗時間7分鐘，漂洗溫度30°C，再用去離子水沖洗后，甩干。
[0056]得到的硅片絨面結(jié)構(gòu)均勻，無明顯的色差，晶界不明顯，絨面深度1-10μπι，在350-1 IOOnm波長范圍內(nèi)平均反射率為12%。
[0057]實施例6
[0058]I)將電阻率為1-5Ω.cm，厚度為180±5μπι，(100)晶粒面積占整個硅片面積^ 80%，尺寸為156 X 156mm2的N型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行酸制絨，酸溶液由氫氟酸、硫酸和水組成，其中氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%，酸制絨時間100秒，制絨溫度15°C，制絨腐蝕量為0.04mg/cm2，制絨后硅片用去離子水沖洗。
[0059]2)將步驟I)得到的硅片進(jìn)行第一次堿制絨，堿溶液由氫氧化鈉、異丙醇、時創(chuàng)單晶制絨添加劑S929-A和水組成，其中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%，異丙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%，時創(chuàng)單晶制絨添加劑S929-A質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.8%，堿制絨時間27分鐘，制絨溫度78°C，制絨腐蝕量為
0.26mg/cm2。
[0060]3)將步驟2)得到的硅片進(jìn)行第二次堿制絨，堿溶液由次氯酸銨、磷酸銨、氨水和水組成，其中次氯酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%，磷酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%,氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%,堿制絨時間10分鐘，制絨溫度82V，制絨腐蝕量為0.19mg/cm2。
[0061]4)將步驟3)得到的硅片在氫氟酸溶液漂洗，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，漂洗時間8分鐘，漂洗溫度16°C，再用去離子水沖洗后，甩干。
[0062]得到的硅片絨面結(jié)構(gòu)均勻，無明顯的色差，晶界不明顯，絨面深度2-13 μ m，在350-1 IOOnm波長范圍內(nèi)平均反射率為11%。
[0063]實施例7
[0064]I)將電阻率為1-5Ω.cm，厚度為180±5μπι，(100)晶粒面積占整個硅片面積^ 65%，尺寸為156Χ 156mm2的P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行酸制絨，酸溶液由氫氟酸、硝酸、醋酸和水組成，其中氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%，酸制絨時間60秒，制絨溫度10°C，制絨腐蝕量為0.067mg/cm2，制絨后硅片用去離子水沖洗。
[0065]2)將步驟I)得到的硅片進(jìn)行第一次堿制絨，堿溶液由氫氧化鉀、氨水、異丙醇、時創(chuàng)單晶制絨添加劑S929-A和水組成，其中氫氧化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%，氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.8%，異丙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%，時創(chuàng)單晶制絨添加劑S929-A質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.07%,堿制絨時間22分鐘，制絨溫度84°C，制絨腐蝕量為0.057mg/cm2。
[0066]3 )將步驟2 )得到的硅片進(jìn)行第二次堿制絨，堿溶液由次氯酸鈉、磷酸銨、氨水和水組成，其中次氯酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%,磷酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%,氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%,堿制絨時間27分鐘，制絨溫度84°C，制絨腐蝕量為0.18mg/cm2。
[0067]4)將步驟3)得到的硅片在氫氟酸溶液漂洗，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，漂洗時間9分鐘，漂洗溫度18°C，再用去離子水沖洗后，甩干。
[0068]得到的硅片絨面結(jié)構(gòu)均勻，無明顯的色差，晶界不明顯，絨面深度3-15 μ m，在350-1 IOOnm波長范圍內(nèi)平均反射率為10.5%。
[0069]實施例8
[0070]I)將電阻率為1-5Ω.cm，厚度為180±5μπι，(100)晶粒面積占整個硅片面積^ 75%，尺寸為156Χ 156mm2的N型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行酸制絨，酸溶液由氫氟酸、硝酸和水組成，其中氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%，硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，酸制絨時間80秒，制絨溫度12°C，制絨腐蝕量為0.075mg/cm2，制絨后硅片用去離子水沖洗。
[0071]2)將步驟I)得到的硅片進(jìn)行第一次堿制絨，堿溶液由氫氧化鈉、異丙醇、昆山長優(yōu)電子材料公司的單晶制絨添加劑CYC-3和水組成，其中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%，異丙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%，昆山長優(yōu)電子材料公司的單晶制絨添加劑CYC-3質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.2%，堿制絨時間10分鐘，制絨溫度77°C，制絨腐蝕量為0.llmg/cm2。
[0072]3 )將步驟2 )得到的硅片進(jìn)行第二次堿制絨，堿溶液由次氯酸鈣、磷酸鈉、氫氧化鋰和水組成，其中次氯酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)18%,磷酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)9%,氫氧化鋰質(zhì)量分?jǐn)?shù)9%,堿制絨時間22分鐘，制絨溫度83 °C，制絨腐蝕量為0.3mg/cm2。
[0073]4)將步驟3)得到的硅片在氫氟酸溶液漂洗，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，漂洗時間12分鐘，漂洗溫度20°C，再用去離子水沖洗后，甩干。
[0074]得到的硅片絨面結(jié)構(gòu)均勻，無明顯的色差，晶界不明顯，絨面深度3-20 μ m，在350-1 IOOnm波長范圍內(nèi)平均反射率為10%。
[0075]根據(jù)實施例1-8可知，本發(fā)明提供的準(zhǔn)單晶制絨方法，能有效減少晶界間臺階高度，改善準(zhǔn)單晶硅片外觀，所得絨面結(jié)構(gòu)細(xì)小而均勻，反射率較低；同時所用原料廉價易得，不需要鹽酸，采用次氯酸鹽溶液能有效吸除硅片表面金屬雜質(zhì)，減少復(fù)合，提高少子壽命，改善硅片質(zhì)量，提高電池效率；而且整個工藝操作簡單，工藝重復(fù)性和均勻性好，適合于產(chǎn)線上批量生產(chǎn)要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種準(zhǔn)單晶硅片絨面的制備方法，其特征是，包含以下步驟: 1)將準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行各向同性酸制絨； 2)將步驟I)得到的硅片進(jìn)行第一次各向異性堿制絨； 3)將步驟2)得到的硅片進(jìn)行第二次各向同性堿制絨； 4)將步驟3)得到的硅片清洗并干燥，即可得絨面結(jié)構(gòu)準(zhǔn)單晶硅片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述準(zhǔn)單晶硅片以(100)晶粒為主，厚度為 100-300 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟I)中，酸制絨所用制絨液是氫氟酸、酸制絨腐蝕試劑與水的混合液，其中氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-30%，腐蝕試劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10-40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求 3所述的制備方法，其特征是，所述酸制絨腐蝕試劑選自硝酸、醋酸、磷酸、硫酸或鉻酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟I)中，制絨時間為10-150秒，制絨溫度為3-15°C，制絨腐蝕量為0.05-0.lmg/cm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟2)中，堿制絨所用制絨液是無機(jī)堿、異丙醇、制絨添加劑與水的混合溶液，其中無機(jī)堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-5%，異丙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-15%，制絨添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05-2%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征是，所述無機(jī)堿選自氨水、氫氧化鋰、氫氧化鈉或氫氧化鉀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟2)中，制絨時間為5-30分鐘，制絨溫度為70-85°C，制絨腐蝕量為0.05-0.3mg/cm2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟3)中，制絨液是次氯酸鹽、磷酸鹽、無機(jī)堿與水的混合溶液，其中次氯酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1_20%，磷酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-15%，無機(jī)堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-15%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征是，所述次氯酸鹽選自次氯酸鈉、次氯酸鉀、次氯酸鈣或次氯酸銨，磷酸鹽選自磷酸鈉、磷酸鉀或磷酸銨，無機(jī)堿選自氨水、氫氧化鋰、氫氧化鈉或氫氧化鉀。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟3)中，制絨時間為10-30分鐘，堿制絨溫度為70-85°C，制絨腐蝕量為0.05-0.3mg/cm2。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟4)中所述清洗為先用含氫氟酸溶液漂洗，再用去離子水沖洗。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備方法，其特征是，所述含氫氟酸中溶液氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-10%，漂洗溫度為15-30°C，漂洗時間為1-15分鐘。
【文檔編號】C30B33/10GK103924305SQ201410016395
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月14日
【發(fā)明者】鄭蘭花, 李國民, 盧海江, 程四興 申請人:東莞市長安東陽光鋁業(yè)研發(fā)有限公司