[發明專利]一種基于金剛線切割的單晶硅片的濕法制絨方法

有效

• 申請號: 201210031456.5
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102560685A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 余學功;陳林;楊德仁;路景剛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;C30B29/06
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及晶體硅太陽能電池制絨領域，具體涉及一種基于金剛線切割的單晶硅片的濕法制絨方法。

背景技術

目前光伏行業的硅片切割都是采用工藝比較成熟的碳化硅砂漿多線切割，最近國際上開發了一種新型的硅片切割方式-金剛線切割。相比普通的砂漿切割方式，這種新型的切割方式優點比較明顯：首先，在單位時間內金剛線切割出來的硅片數量要比普通的多2-3倍，普通砂漿切割一次需要8-9h，而金剛線切割僅需約4h，此外進行下一次切割前的清洗比較容易且快速；第二，新型的切割方式對環境的影響也比較小，采用的是水基冷卻液，沒有碳化硅等砂漿溶液，硅片切割過程中浪費的硅料回收也比較容易。這種新的切割方式不僅節省大量的時間，而且由回收帶來的生產成本也下降。鑒于以上提到的優點，金剛線切割將來必將慢慢代替目前普通的砂漿切割。

較常規的單晶硅制絨技術，是先使用清洗液去除硅片表面的污染物，然后在85℃左右把硅片浸入高濃度的堿溶液(～15％左右)中，腐蝕10min左右，去除硅片表面的機械損傷層，然后將去除機械損傷層后的硅片在85℃左右浸入低濃度(～2％)的堿溶液和異丙醇(IPA)的混合溶液中反應20min左右，去除離子就能在硅片表面制備出一層金字塔狀的絨面。

公告號為CN101818348A的發明專利公開了一種利用一步法制備單晶硅太陽能電池絨面的方法，將單晶硅片置入以體積百分比計，由15-20％的NaClO、10-15％的異丙醇和余量水組成的混合溶液中，在80-85℃條件下浸泡腐蝕10-30min，在單晶硅表面形成絨面，該方法減少了工藝步驟，降低了制作成本，但是由于金剛線切割的單晶硅片表面的特殊性能，直接將金剛線切割的單晶硅片用于該方法中，不能達到相應的工藝要求。

切割硅片的機理不一樣，金剛線切割硅片之后，在硅片表面上所產生的損傷層的厚度和缺陷都不同，導致了目前單晶硅片的制絨工藝不再適用，使得該新型切片工藝不能大規模應用。例如對金剛線切割的對角線長為156cm的硅片來講，采用普通砂漿切割的硅片制絨工藝后，硅片的減薄量為0.2-0.4g，遠小于正常的減薄量0.55-0.75g，即損傷層去除不夠，并且硅片表面不平整，有很明顯的平行條痕等，有的地方能形成金字塔結構，有的地方卻不能形成金字塔結構，形成的金字塔結構大小也不均勻，反射率偏高，導致太陽電池片的效率下降；若采用兩次制絨，雖然硅片的減薄量和絨面均勻性基本上能達到要求但消耗的制絨溶液量提高，并且時間成本明顯增加。

所以采用金剛線切割在工業生產中會面臨新的問題，即現有的制絨工藝適應不了金剛線切割的單晶硅片的速度，不能及時消化金剛線切割的單晶硅片，造成單晶硅片的積累，不利于企業成本的控制。由于目前金剛線切割還不是主流的切割工藝，如果專門針對金剛線切割的硅片制定一套制絨工藝，勢必會造成工業成本的增加和資源的浪費。

如果能發明一種既不增加整個制絨時間，又能在幾乎不增加成本的情況下得到優良的絨面，最好還能與普通砂漿切割硅片的制絨工藝較好的匹配的制絨方法，這將大大的提高企業的產量和利益。

發明內容

本發明提供了一種基于金剛線切割的單晶硅片的濕法制絨方法，將金剛線切割的單晶硅片應用于現有的制絨工藝中進行制絨處理，處理后的單晶硅表面的絨面結構大小合適，分布均勻，且不增加制絨的時間和成本。

一種基于金剛線切割的單晶硅片的濕法制絨方法，包括：

(1)將所述的單晶硅片清洗、晾干，于60-80℃條件下在混合溶液中浸泡腐蝕20-400s，得預處理后的單晶硅片，所述的混合溶液由NaOH、異丙醇和去離子水組成，其中NaOH、異丙醇和去離子水的重量比為10-20∶0.8-12∶100-200；

(2)將所述的預處理后的單晶硅片清洗后進行濕法制絨。

金剛線切割的的單晶硅片的表面損傷層的厚度和缺陷與常規工藝切割的單晶硅片不同，不能直接適用于常規的制絨工藝，專門針對金剛線切割的單晶硅片重新設計新的制絨工藝，勢必增加企業的制作成本，因此當需要對金剛線切割的單晶硅片進行制絨時，本發明在常規的制絨工藝流程前端新增一個預處理槽，步驟(1)中所述的預處理步驟在該預處理槽內進行，無需對現有的工藝流程和設備進行專門的改進，且該預處理過程可以在后續制絨工藝的等待時間內完成，不增加整個制絨的時間，撤掉該預處理槽和與處理過程，即可以處理常規切割方法如碳化硅砂漿多線切割的單晶硅片。