[發明專利]一種基于堿性拋光凝膠的晶體硅表面精細拋光方法

有效

• 申請號: 202010695074.7
• 申請日: 2020-07-19
• 公開（公告）號: CN111690987B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 夏慶華;黃成斌;姚偉明
• 申請（專利權）人: 湖州飛鹿新能源科技有限公司
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;C30B29/06;H01L21/306;H01L31/18
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本發明涉及太陽能電池生產技術領域，尤其涉及一種基于堿性拋光凝膠的晶體硅表面精細拋光方法，其包括以下步驟：將硅研磨片浸入APM溶液中，進行超聲波輔助清洗，得到表面帶有一層二氧化硅薄膜的預拋光片，然后在預拋光片表面涂抹一層可光固化的堿性水凝膠，經紫外光固化之后在預拋光片得到一層堿性交聯水凝膠層，升溫至一定溫度，對預拋光片表層進行腐蝕拋光一定時間得到拋光硅片。本發明克服了現有太陽能電池技術中的拋光液在拋光過程中的液體流動會對硅片的拋光造成不良影響，導致拋光均勻性不一，工藝不穩定的缺陷，經過本發明中的精細拋光方法拋光之后的晶體硅片具有更高的拋光均勻性穩定，同時其表面反射率明顯提升而表面缺陷則明顯減少。

技術領域

本發明涉及太陽能電池生產技術領域，尤其涉及一種基于堿性拋光凝膠的晶體硅表面精細拋光方法。

背景技術

在太陽能硅片的加工過程中，會經過多次的線切割工藝，從而在硅表面形成具有一定粗糙度的損傷層。由于粗糙表面的影響，硅片背面與鈍化膜及金屬之間會產生接觸不良的現象，因此高效太陽能電池(Topcon，IBC等電池)生產的第一步即對原硅片表面進行拋光處理，使硅片背表面更加光滑甚至達到鏡面效果，拋光后硅片的背面平整，一方面可以加強對透射光的反射，減小透光率；另一方面可以有效提高背鈍化鍍膜的均勻性，提高鈍化效果，從而有效提升成品電池的電性能及EL良率等。目前，高效太陽能電池中使用的硅片大多是N型的單晶硅片。

現有的生產實踐中，太陽能硅片的拋光主要包括化學酸腐蝕拋光和化學堿腐蝕拋光兩種手段，其中使用酸腐蝕拋光的技術拋光效果差，平整度低，且拋光后會產生大量酸性污染物，這些污染物的處理成本較高，會對環境和人體的健康造成影響。而化學堿腐蝕則是通過使用含有濃堿的拋光液對晶體硅表面進行腐蝕，但是這種方式也存在拋光效果不佳的問題，尤其是由于拋光液中的液體流動會對硅片的拋光造成一定的影響，導致硅片不同位置拋光程度不均一，導致工藝不穩定，容易在硅片表面出現凹坑、波紋、色斑、橘皮渦旋、霧或者電阻率條紋等缺陷，從而導致電池少子壽命低，EL良率低等問題。

發明內容

本發明是為了克服現有太陽能電池技術中的拋光液在拋光過程中的液體流動會對硅片的拋光造成不良影響，導致拋光均勻性不一，工藝不穩定的缺陷，因而提供了一種能夠保證在拋光過程中對硅片均勻穩定刻蝕拋光的一種基于堿性拋光凝膠的晶體硅表面精細拋光方法。

為實現上述發明目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種基于堿性拋光凝膠的晶體硅表面精細拋光方法，包括以下步驟：

(1)預拋光：將硅研磨片浸入APM溶液中，進行超聲波輔助清洗，得到表面帶有一層二氧化硅薄膜的預拋光片；

(2)表面涂膠：在預拋光片表面涂抹一層可光固化的堿性水凝膠，經紫外光固化之后在預拋光片得到一層堿性交聯水凝膠層；

其中堿性水凝膠的配方如下：甲基丙烯酰胺基明膠10～20份、乙醇鈉10～15份、氫氧化六甲雙銨2～5份、三(丙烯酸)硼酸酯1～3份、氟化鉀1～3份、羧甲基纖維素鈉0.5～3份、表面活性劑0.5～1份、光引發劑0.1～0.5份以及水100份；

(3)精細拋光：升溫至一定溫度，對預拋光片表層進行腐蝕拋光一定時間，然后剝離堿性交聯水凝膠層，得到拋光硅片。

在太陽能硅片加工過程中，通常使用的是多線切割的加工方式，因此在得到的原硅片表面會形成損傷層，從而使得硅表面具有一定的粗糙度。化學拋光就是在粗糙的硅片表面上通過酸堿化學腐蝕的方式，進一步獲得更光滑、平整的晶硅表面的過程。