[發明專利]多晶黑硅的擴孔工藝

有效

• 申請號: 201711005422.8
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107805845B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 章圓圓;常振宇;陳其成
• 申請（專利權）人: 常州時創能源股份有限公司
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種多晶黑硅的擴孔工藝，先采用金屬輔助濕法化學刻蝕，將金剛線切割多晶硅片制備成帶納米孔洞的多晶黑硅；再分兩步對上述帶納米孔洞的多晶黑硅進行擴孔處理。本發明通過雙槽兩步擴孔工序，使擴孔反應可控，能分別控制預擴孔、再擴孔的腐蝕深度和腐蝕效果，獲得外觀良好、CTM較高且具有蜂巢結構孔洞的多晶黑硅。

技術領域

本發明涉及多晶黑硅的擴孔工藝。

背景技術

目前，在多晶黑硅制絨的工藝流程中，金屬輔助濕法化學刻蝕的方法越來越被廣泛地采用，采用金屬輔助濕法化學刻蝕能在硅片表面制備出帶納米孔洞的多晶黑硅絨面結構。

金屬輔助濕法化學刻蝕一般采用金屬離子，由于金屬顆粒都比較小，只有幾納米至幾十納米，在多晶黑硅上相應生成的納米孔洞，其孔徑也只有幾納米至幾十納米。為了提高絨面的覆蓋率和降低硅片表面的復合，提升電池片的電性能，需要對金屬輔助濕法化學刻蝕所得的多晶黑硅進行擴孔處理，使納米孔洞的孔徑達到幾百納米。

可以通過某種擴孔酸液對多晶黑硅進行擴孔處理，如專利“多晶黑硅制絨用擴孔酸液的添加劑及其應用”（申請號201610688156.2）所公開的擴孔酸液。但通過該擴孔酸液處理后的多晶黑硅，制成組件后CTM比較低，CTM是“Cell to Moudle”的縮寫，指電池片制成的組件對電池片的效率的利用率。故僅僅通過上述擴孔酸液進行擴孔處理，效果還不理想。同時，在現有黑硅制絨工藝中，擴孔后的孔洞尺寸只有200-500nm，這種微結構的硅片做成電池后，電池正銀柵線拉力普遍比較低，不能達標，進而影響了黑硅工藝的推廣和普及。因此能否開發一種新的擴孔工藝，將絨面尺寸優化到1微米左右，同時仍保持較低的反射率，保留黑硅的外觀優勢和電流優勢，將有極其重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多晶黑硅的擴孔工藝，通過雙槽兩步擴孔工序，使擴孔反應可控，能分別控制預擴孔、再擴孔的腐蝕深度和腐蝕效果，獲得外觀良好、CTM較高且具有蜂巢結構孔洞的多晶黑硅。

為實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種多晶黑硅的擴孔工藝，先采用金屬輔助濕法化學刻蝕，將金剛線切割多晶硅片制備成帶納米孔洞的多晶黑硅；再分兩步對上述帶納米孔洞的多晶黑硅進行擴孔處理；所述擴孔處理包括如下步驟：

1）將上述帶納米孔洞的多晶黑硅置入第一個擴孔槽內進行預擴孔，預擴孔所用的擴孔液由8％～18％的氫氟酸、30％～50％的硝酸、0.2％～0.6％的擴孔輔助劑A和余量的純水混合而成；預擴孔的擴孔液溫度為5～20℃，預擴孔的腐蝕時間為20～100s；

所述擴孔輔助劑A由2.0%～5.0%的酒石酸、0.5%～2.0%的三乙醇胺、0.2%～1.0%的聚乙烯醇和余量的純水混合而成；

2）將經過預擴孔后的多晶黑硅置入第二個擴孔槽內進行再擴孔，再擴孔所用的擴孔液由0.1%～5.0%的氫氧化鉀、0.5%～1.0%的擴孔輔助劑B和余量的純水混合而成；再擴孔的擴孔液溫度為15～30℃，再擴孔的腐蝕時間為20～100s；

所述擴孔輔助劑B由1.0%～3.0%的檸檬酸、0.5%～2.0%的馬來酸酐共聚物、2.0%～4.0%的丙三醇和余量的純水混合而成；

其中，各百分比為體積百分比。

優選的，所述預擴孔所用的擴孔液由10％～12％的氫氟酸、37％～42％的硝酸、0.3％～0.5％的擴孔輔助劑A和余量的純水和混合而成；

所述擴孔輔助劑A由2.5%～3.5%的酒石酸、1.0%～1.3%的三乙醇胺、0.4%～0.6%的聚乙烯醇和余量的純水混合而成；

其中，各百分比為體積百分比。

優選的，所述預擴孔的擴孔液溫度為10～15℃，預擴孔的腐蝕時間為70～80s。