基于金剛線切割的硅片的制絨預(yù)處理方法及硅片制絨方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及晶體硅太陽(yáng)能電池制絨領(lǐng)域，尤其涉及一種基于金剛線切割的硅片制 絨技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 金剛線切割技術(shù)，又稱為固結(jié)磨料金剛石線鋸切割，通常是以電鍍或樹(shù)脂固定的 方法將金剛石顆粒固著在不銹鋼絲表層的鎳基合金層中制成的。在切割過(guò)程中，金剛石線 鋸高速運(yùn)轉(zhuǎn)，以一定的壓力對(duì)硅材料直接進(jìn)行磨削切割。相對(duì)于傳統(tǒng)的砂漿多線切割技術(shù)， 金剛線切割技術(shù)因具有切割效率高、切割加工成本低和環(huán)境清潔等優(yōu)點(diǎn)，而有望成為光伏 領(lǐng)域切割晶體硅等硬脆材料切片技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。
[0003]然而，在多晶硅片表面制絨方面存在一系列的問(wèn)題，導(dǎo)致金剛石切割技術(shù)的應(yīng)用 推廣得到限制。譬如金剛石切割技術(shù)在切割時(shí)容易在硅片上形成切割紋，而所述切割紋在 采用常規(guī)酸腐蝕方法進(jìn)行制絨時(shí)難以消除，即制絨后的硅片表面依然留有切割紋，從而使 得制絨后硅片的反射率不能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種可去除切割紋的基于金剛石切割硅片 的制絨預(yù)處理方法及硅片制絨方法，從而使得硅片在預(yù)處理階段即可基本去除切割紋，從 而使得經(jīng)過(guò)所述預(yù)處理的硅片在制絨后得到的硅片制絨品絨面均勻，無(wú)切割紋。
[0005]本發(fā)明提供一種基于金剛線切割的硅片的制絨預(yù)處理方法，其包括如下步驟：a將氫氟酸溶液、過(guò)氧化氫溶液、金屬鹽和添加劑混合得到預(yù)處理液；b將金剛線切割的硅片 置于所述預(yù)處理液中進(jìn)行預(yù)處理A，直到基本去除硅片上的切割紋；c用酸性溶液對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù) 處理A處理的硅片進(jìn)行清洗，以去除硅片上的金屬顆粒；d將用酸性溶液清洗過(guò)的硅片置于 預(yù)處理液中進(jìn)行預(yù)處理B，直到在所述硅片上形成具均勻微納結(jié)構(gòu)的預(yù)處理絨面。
[0006]步驟a中所述氫氟酸溶液和過(guò)氧化氫溶液的體積比為1~10:5~40,所述氫氟 酸溶液中氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 %~50%，所述過(guò)氧化氫溶液中過(guò)氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20%~55% ;所述預(yù)處理液中金屬鹽為硝酸銅、硝酸銀、硝酸鈀、氯化銅、氯金酸、氯鉑酸、鉻 酸鉀、硫酸鎳中的至少一種，所述金屬鹽的摩爾濃度為1umol/L~105ymol/L〇
[0007]所述預(yù)處理液中進(jìn)一步包括添加劑，所述添加劑為異丙醇、乙醇、正丁醇、異丁醇、 乙二醇、正丙醇、乙二醇乙醚、二乙二醇中的至少一種。
[0008]所述氫氟酸溶液、過(guò)氧化氫溶液和添加劑的體積比為1~10:5~40:1~20,所述 氫氟酸溶液中氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 %~50%，所述過(guò)氧化氫溶液中過(guò)氧化氫的質(zhì)量分 數(shù)為20 %~55 %，所述添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60 %~98 %。
[0009] 步驟b中所述預(yù)處理A的預(yù)處理時(shí)間為1分鐘~10分鐘，預(yù)處理的溫度為10°C~ 45。。。
[0010] 步驟d中所述預(yù)處理B的處理時(shí)間為30秒~5分鐘，預(yù)處理的溫度為10°C~ 45 °C。
[0011] 步驟C中所述酸性溶液為鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸、醋酸、檸檬酸、羧酸、磺酸、亞磺 酸、硫羧酸、氟銻酸、氟銻磺酸中的至少一種。
[0012] 一種基于金剛線切割的硅片的制絨方法，其包括如下步驟：a將氫氟酸溶液、過(guò)氧 化氫溶液、金屬鹽和添加劑混合得到預(yù)處理液；b將金剛線切割的硅片置于所述預(yù)處理液 中進(jìn)行預(yù)處理A，直到基本去除硅片上的切割紋；c用酸性溶液對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理A處理的硅片 進(jìn)行清洗，以去除硅片上的金屬顆粒；d將用酸性溶液清洗過(guò)的硅片置于預(yù)處理液中進(jìn)行 預(yù)處理B，直到在所述硅片上形成具均勻微納結(jié)構(gòu)的預(yù)處理絨面；e將經(jīng)過(guò)預(yù)處理B的硅片 置于氫氟酸硝酸制絨液中進(jìn)行制絨處理。
[0013] 步驟e中所述氫氟酸硝酸制絨液為氫氟酸溶液、硝酸溶液和水以1~5 :5~10: 5~15的體積比混合得到的混合物，所述氫氟酸溶液中氫氟酸的質(zhì)量濃度為40%~50%， 所述硝酸溶液中硝酸的質(zhì)量濃度為50%~70%;步驟c中所述制絨處理的時(shí)間為1分鐘~ 3分鐘，所述制絨處理的溫度為5°C~15°C。
[0014] 步驟e之后還包括步驟f:將制絨處理后的娃片置于氫氟酸溶液、過(guò)氧化氫溶液、 硝酸銀溶液和異丙醇的混合溶液中進(jìn)行黑硅制絨；其中所述氫氟酸溶液、過(guò)氧化氫溶液和 異丙醇的體積比為1~25:5~40 :1~30,所述氫氟酸溶液中氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%~ 50%，所述過(guò)氧化氫溶液中過(guò)氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%~55%，所述硝酸銀溶液的摩爾濃 度為 1ymol/L~105ymol/L。
[0015]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種硅片的制絨預(yù)處理方法，該方法在對(duì)硅片制 絨之前，通過(guò)在由特定組分及比例混合而制成的同一種預(yù)處理液中進(jìn)行兩次預(yù)處理，且在 兩次預(yù)處理之間對(duì)硅片進(jìn)行清洗，不僅能有效去除硅片表面的切割紋，還能形成有利于后 續(xù)表面制絨的預(yù)處理絨面，使該預(yù)處理絨面均勻分布有微納結(jié)構(gòu)，有利于后續(xù)的制絨步驟。 該方法工藝簡(jiǎn)單、成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。且通過(guò)本發(fā)明所提供的制絨方法得到的硅片制 絨品的絨面均勻，無(wú)線痕，硅片制絨品的表面反射率降低，陷光效果好，從而保證了得到的 太陽(yáng)能電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率，從而使得制絨后硅片的反射率能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為實(shí)施例1經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的硅片的掃描電鏡照片。
[0017] 圖2為實(shí)施例1經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的硅片的另一掃描電鏡照片。
[0018] 圖3為實(shí)施例1經(jīng)過(guò)制絨后的硅片制絨品的掃描電鏡照片。
[0019] 圖4為實(shí)施例2經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的硅片的掃描電鏡照片。
[0020] 圖5為實(shí)施例2經(jīng)過(guò)制絨后的硅片制絨品的掃描電鏡照片。
[0021] 圖6為實(shí)施例3經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的硅片的掃描電鏡照片
[0022] 圖7為實(shí)施例3經(jīng)過(guò)制絨后的硅片制絨品的掃描電鏡照片。
[0023] 圖8為實(shí)施例4-1經(jīng)過(guò)制絨后的硅片制絨品的掃描電鏡照片。
[0024] 圖9為實(shí)施例4-2經(jīng)過(guò)制絨后的硅片制絨品的掃描電鏡照片。
[0025] 圖10為對(duì)比實(shí)施例經(jīng)過(guò)制絨后的硅片制絨品的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí) 施方式。基于本發(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所 獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027] 本發(fā)明提供了一種基于金剛線切割的硅片的制絨預(yù)處理方法，其包括如下步驟：
[0028]a將氫氟酸溶液、過(guò)氧化氫溶液和金屬鹽混合得到預(yù)處理液；
[0029]b將金剛線切割的硅片置于所述預(yù)處理液中進(jìn)行預(yù)處理A，直到基本去除硅片上 的切割紋；
[0030] c用酸性溶液對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理A處理的硅片進(jìn)行清洗，以去除硅片上的金屬顆粒；
[0031] d將用酸性溶液清洗過(guò)的硅片置于預(yù)處理液中進(jìn)行預(yù)處理B，直到在所述硅片上 形成具均勻微納結(jié)構(gòu)的預(yù)處理絨面。
[0032] 步驟a中所述氫氟酸溶液和過(guò)氧化氫溶液的體積比為1~10:5~40,所述氫氟 酸溶液中氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 %~50%，所述過(guò)氧化氫溶液中過(guò)氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20%~55%。優(yōu)選地，所述氫氟酸溶液、過(guò)氧化氫溶液與水的體積比為1:5~20:5~20。 步驟a中所述預(yù)處理液中金屬鹽為硝酸銅、硝酸銀、硝酸鈀、氯化銅、氯金酸、氯鉑酸、鉻酸 鉀、硫酸鎳中的至少一種，所述金屬鹽的摩爾濃度為1Umol/L~105ymol/L〇
[0033] 在一優(yōu)選例中，所述氫氟酸溶液和過(guò)氧化氫溶液的體積比為1~5 :20~40。
[0034] 在另一優(yōu)選例中，所述預(yù)處理液中還包括水，所述氫氟酸溶液、過(guò)氧化氫溶液與水 的體積比為1~10:5~40:1~100。
[0035] 在另一優(yōu)選例中，所述預(yù)處理液中氫氟酸溶液、過(guò)氧化氫溶液與水的體積比為 1 ~5:20 ~40:5 ~20。
[0036] 在另一優(yōu)選例中，所述預(yù)處理液還包括添加劑，所述添加劑為異丙醇、乙醇、正丁 醇、異丁醇、乙二醇、正丙醇、乙二醇乙醚、二乙二醇中的至少一種。由于該添加劑為醇類溶 劑或醚類溶劑，可