專利名稱：一種太陽能電池鍺襯底片的腐蝕方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能電池的鍺襯底片，具體涉及一種太陽能鍺襯底片的腐蝕工藝。
背景技術：
我國是目前世界最大的鍺生產國和出口國，但是鍺產業整體技術水平不高，資源浪費嚴重，而我國目前所用鍺襯底材料幾乎靠進口。對于空間太陽能電池而言，未來對太陽能鍺襯底片的厚度要求、電學性能和機械性能要求會越來越高，作為鍺單晶材料加工必不可少的一道工序，化學腐蝕對鍺產品質量有著重要的影響，未來鍺片厚度甚至可做到120 μ m左右，如此薄的鍺片要想達到很高的強度，又要減少生產過程中破損率高的問題，這就需要一種化學腐蝕方法，解決和改善以上問題，因此尋求一個增加其強度的腐蝕方法至關重要。用于太陽能電池的鍺襯底片在進行清洗、化學機械拋光之前需要進行研磨或背面減薄，以去除鍺片表面鋸紋或其他前道工藝留下的缺陷，這樣加工后的鍺片往往強度較低，極易破片。
發明內容
發明目的:本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種增強鍺片強度、降低破片率的太陽能電池鍺襯底片的腐蝕方法。
技術方案:本發明提供了一種太陽能電池鍺襯底片的腐蝕方法，包括以下步驟:
(1)量取120(Tl300ml的純水倒入腐蝕槽中，再量取14(Tl50ml質量濃度為48 50%的氫氟酸倒入腐蝕槽中，形成I號腐蝕藥液；
(2)將研磨或背面減薄完成后的鍺片依次卡入卡塞的凹槽中，用純水進行沖淋后，將卡塞浸入I號腐蝕藥液中，晃動卡塞，鍺片腐蝕疒10秒后，取出；
(3)將取出的卡塞迅速放入純水水槽中清洗，再用純水沖淋，取出其中一片鍺片測量其厚度；
上述I號腐蝕藥液對鍺片的腐蝕掉量為3飛μ m ;
(4)量取15(Tl60ml質量濃度不小于99.7%的冰醋酸倒入腐蝕槽中，滴入3 5ml質量濃度為99.5%的溴水，待溴水溶解后，加入25(T260ml質量濃度為98%的硝酸，形成2號腐蝕藥液；
(5)選取一組潔凈廢鍺片放入2號腐蝕藥液中進行2 3min的熱藥，待2號腐蝕藥液從底部連續產生上升氣泡并有黃煙冒出，測量2號腐蝕藥液的溫度，直至溫度達到35 40°C后待用；
(6)將裝有鍺片的卡塞浸入2號腐蝕藥液中，晃動卡塞，鍺片腐蝕2(Γ30秒后立即取出，放入純水水槽中清洗，再用純水沖淋，最后將卡塞連同鍺片一起放入流水槽中；
上述2號腐蝕藥液對鍺片的腐蝕掉量在8 12 μ m ；(7)完成腐蝕后，取出一片鍺片吹干后測其厚度，達到鍺片最終產品所需厚度，則將卡塞及其他晶片進行甩干。優選地，每一卡塞中放入的鍺片不超過20片，若同一卡塞中放入過多的鍺片，則鍺片過于密集導致鍺片之間的縫隙較小，難以保證腐蝕藥液能夠充分的與每一片鍺片表面接觸進行腐蝕，避免由于操作數量過多削弱了腐蝕藥液的腐蝕效果。為了使鍺片兩面都能夠完全腐蝕，步驟(2)中將卡塞浸入I號腐蝕藥液中，沿平行于鍺片表面的方向水平來回推動卡塞進行腐蝕，故I號腐蝕藥液可充分的在相鄰兩片鍺片之間自由流動，可較好的控制腐蝕掉量，鍺片腐蝕均勻。為了鍺片拋光面和背面完全腐蝕均勻，步驟(6)中將卡塞豎直地侵入2號腐蝕藥液中，使鍺片的拋光片向上，背面向下，左右水平轉動卡塞進行腐蝕，同時易于控制腐蝕掉量，便于確定最終鍺片厚度。為了清洗掉鍺片上的腐蝕藥液，步驟(6)中卡塞放入純水水槽，沿平行于鍺片表面的方向水平來回推動卡塞8次，來回推送的過程中純水可沖刷掉沾染在鍺片表面上的腐蝕藥液，大大降低殘余腐蝕藥液的濃度，避免出現剩余腐蝕藥液還存在腐蝕性的情況，防止鍺片表面腐蝕不均勻，同時為下一步純水沖淋徹底去除鍺片上的腐蝕藥液做好準備。為了保證腐蝕藥液可靠穩定的腐蝕性能，I號腐蝕藥液腐蝕不超過500PCS鍺片時更換一次,2號腐蝕藥液腐蝕不超過400pcs鍺片時更換一次。有益效果:1、通過本發明所述方法進行腐蝕，增強了鍺片的強度，強度都在18bf以上，大大降低了鍺片的破損率，同時也給后續化學機械拋光、清洗等工序創造條件，經過拋光等操作會對強 度有所影響，容易產生破片，但是通過本發明所述方法腐蝕后的鍺片，經過上述拋光清洗工序后強度依然能保持在8bf以上，最終產品的質量可靠；2、經過兩種腐蝕藥液的腐蝕后，鍺片表面粗糙度好，掉量均勻且易于控制，鍺片各向異性表現良好，尺寸穩定，表面TTV平整度較好，在2 μ m左右，鍺片背面減薄的粗糙度也較好，在0.03 μ m左右；
3、采用本發明配比的腐蝕藥液進行化學腐蝕后，鍺襯底片可有效去除前道加工(切片、研磨等工序)的損傷層，還原鍺片表面的光潔度，防止后道加工(拋光或清洗工序)破片，提高最終產品的強度，此過程的操作時間短，腐蝕效率高，大幅提升了生產效率，縮短生產周期。
圖1為本發明所述的卡塞結構示意圖。
具體實施例方式下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。實施例:
實施例1:以腐蝕4吋鍺片為例，其腐蝕方法包括以下步驟:
(1)量取1200:ml的純水倒入腐蝕槽中，再量取140ml質量濃度為48%的氫氟酸倒入腐蝕槽中，形成I號腐蝕藥液；
(2)將研磨后的鍺片順序平行的卡入卡塞(如圖1所示)中，每個卡塞放置10片，用純水進行沖淋后，將卡塞水平浸入I號腐蝕藥液中保證鍺片完全淹沒，沿平行于鍺片表面的方向水平來回晃動卡塞，錯片腐蝕7秒后，取出；
(3)將取出的卡塞迅速放入純水水槽中來回推送進行清洗，再用純水沖淋，取出其中一片鍺片測量其厚度，檢查是否達到腐蝕掉量要求，要求腐蝕掉量為3飛μπι;1號腐蝕藥液的壽命保證在500pcs以內；
(4)量取150ml質量濃度為99.7%的冰醋酸倒入腐蝕槽中，滴入3ml質量濃度為99.5%的溴水，待溴水溶解后，加入250ml質量濃度為98%的硝酸，形成2號腐蝕藥液；
(5)選取一組潔凈廢鍺片放入2號腐蝕藥液中進行2min的熱藥，待2號腐蝕藥液從底部連續產生上升氣泡并有黃煙冒出，測量2號腐蝕藥液的溫度，直至溫度達到35°C后待用；
(6)將經過I號腐蝕藥液腐蝕的裝有鍺片的卡塞豎直浸入2號腐蝕藥液中，直至所有鍺片淹沒，同時保證鍺片拋光面向上，背面向下，卡塞底部棱邊緊貼容器內壁，水平左右轉動卡塞，鍺片腐蝕20秒后立即取出，放入純水水槽中清洗，在此過程中水平來回推動卡塞8次左右，迅速取出再用純水沖淋，避免腐蝕表面不均勻的情況，最后將卡塞連同鍺片一起放入流水槽中；上述2號腐蝕藥液對4吋鍺片的腐蝕掉量在8 μ m左右，2號腐蝕藥液的壽命保證在400pcs以內；
(7)完成腐蝕后，取出一片鍺片吹干后測其厚度，如達到要求厚度則將卡塞及其他晶片進行甩干。實施例2:以腐蝕6吋鍺片為例，其腐蝕方法包括以下步驟:
(1)量取1250:ml的純水倒入腐蝕槽中，再量取146ml質量濃度為49%的氫氟酸倒入腐蝕槽中，形成I號腐蝕藥液；
(2)將研磨后的鍺片順序平行 的卡入卡塞(如圖1所示)中，每個卡塞放置15片，用純水進行沖淋后，將卡塞水平浸入I號腐蝕藥液中保證鍺片完全淹沒，沿平行于鍺片表面的方向來回晃動卡塞，錯片腐蝕8秒后，取出；
(3)將取出的卡塞迅速放入純水水槽中來回推送進行清洗，再用純水沖淋，取出其中一片鍺片測量其厚度，檢查是否達到腐蝕掉量要求，要求腐蝕掉量為3飛μπι ;1號腐蝕藥液的壽命保證在400pcs以內；
(4)量取157ml質量濃度為99.8%的冰醋酸倒入腐蝕槽中，滴入4ml質量濃度為99.5%的溴水，待溴水溶解后，加入258ml質量濃度為98%的硝酸，形成2號腐蝕藥液；
(5)選取一組潔凈廢鍺片放入2號腐蝕藥液中進行2min的熱藥，待2號腐蝕藥液從底部連續產生上升氣泡并有黃煙冒出，測量2號腐蝕藥液的溫度，直至溫度達到37°C后待用；
(6)將經過I號腐蝕藥液腐蝕的裝有鍺片的卡塞豎直浸入2號腐蝕藥液中，直至所有鍺片淹沒，同時保證鍺片拋光面向上，背面向下，卡塞底部棱邊緊貼容器內壁，水平左右轉動卡塞，鍺片腐蝕25秒后立即取出，放入純水水槽中清洗，在此過程中水平來回推動卡塞8次左右，迅速取出再用純水沖淋，避免腐蝕表面不均勻的情況，最后將卡塞連同鍺片一起放入流水槽中；上述2號腐蝕藥液對6吋鍺片的腐蝕掉量在10 μ m左右，2號腐蝕藥液的壽命保證在400pcs以內；
(7)完成腐蝕后，取出一片鍺片吹干后測其厚度，如達到要求厚度則將卡塞及其他晶片進行甩干。實施例3:以腐蝕8吋鍺片為例，其腐蝕方法包括以下步驟:
(I)量取1300:ml的純水倒入腐蝕槽中，再量取150ml質量濃度為50%的氫氟酸倒入腐蝕槽中，形成I號腐蝕藥液；
(2)將研磨后的鍺片順序平行的卡入卡塞(如圖1所示)中，每個卡塞放置20片，用純水進行沖淋后，將卡塞水平浸入I號腐蝕藥液中保證鍺片完全淹沒，沿平行于鍺片表面的方向來回晃動卡塞，錯片腐蝕10秒后，取出；
(3)將取出的卡塞迅速放入純水水槽中來回推送進行清洗，再用純水沖淋，取出其中一片鍺片測量其厚度，檢查是否達到腐蝕掉量要求，要求腐蝕掉量為3飛μπι ;1號腐蝕藥液的壽命保證在300pcs以內；
(4)量取160ml質量濃度為99.8%的冰醋酸倒入腐蝕槽中，滴入5ml質量濃度為99.5%的溴水，待溴水溶解后，加入260ml質量濃度為98%的硝酸，形成2號腐蝕藥液；
(5)選取一組潔凈廢鍺片放入2號腐蝕藥液中進行3min的熱藥，待2號腐蝕藥液從底部連續產生上升氣泡并有黃煙冒出，測量2號腐蝕藥液的溫度，直至溫度達到40°C后待用；
(6)將經過I號腐蝕藥液腐蝕的裝有鍺片的卡塞豎直浸入2號腐蝕藥液中，直至所有鍺片淹沒，同時保證鍺片拋光面向上，背面向下，卡塞底部棱邊緊貼容器內壁，水平左右轉動卡塞，鍺片腐蝕30秒后立即取出，放入純水水槽中清洗，在此過程中水平來回推動卡塞8次左右，迅速取出再用純水沖淋，避免腐蝕表面不均勻的情況，最后將卡塞連同鍺片一起放入流水槽中；上述2號腐蝕藥液對8吋鍺片的腐蝕掉量在10 μ m左右，2號腐蝕藥液的壽命保證在350pcs以內；
(7)完成腐蝕后，取出一片鍺片吹干后測其厚度，如達到要求厚度則將其卡塞其他晶片進行甩干。由上述三個實施例得到的鍺片，強度都在18bf以上，降低了鍺片破片的幾率；同時表面平整度好，腐蝕掉量均勻，形成的鍺片質量好，有利于得到高性能的太陽能電池鍺襯底片。如上所述，盡管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本發明，但其不得解釋為對本發明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的 本發明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。
權利要求
1.一種太陽能電池鍺襯底片的腐蝕方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)量取120(Tl300ml的純水倒入腐蝕槽中，再量取14(Tl50ml質量濃度為48 50%的氫氟酸倒入腐蝕槽中，形成I號腐蝕藥液； (2)將研磨或背面減薄完成后的鍺片依次放入卡塞中，用純水進行沖淋后，將卡塞浸入I號腐蝕藥液中，晃動卡塞，鍺片腐蝕疒10秒后，取出； (3)將取出的卡塞迅速放入純水水槽中清洗，再用純水沖淋，取出其中一片鍺片測量其厚度； (4)量取15(Tl60ml質量濃度不小于99.7%的冰醋酸倒入腐蝕槽中，滴入3 5ml質量濃度為99.5%的溴水，待溴水溶解后，加入25(T260ml質量濃度為98%的硝酸，形成2號腐蝕藥液； (5)選取一組潔凈廢鍺片放入2號腐蝕藥液中進行2 3min的熱藥，待2號腐蝕藥液從底部連續產生上升氣泡并有黃煙冒出，測量2號腐蝕藥液的溫度，直至溫度達到35 40°C后待用； (6)將裝有鍺片的卡塞浸入2號腐蝕藥液中，晃動卡塞，鍺片`腐蝕2(Γ30秒后立即取出，放入純水水槽中清洗，再用純水沖淋，最后將卡塞連同鍺片一起放入流水槽中； (7)完成腐蝕后，取出一片鍺片吹干后測其厚度，將卡塞及其他晶片進行甩干。
2.根據權利要求1所述的太陽能電池鍺襯底片的腐蝕方法，其特征在于:每一卡塞中放入的鍺片不超過20片。
3.根據權利要求1所述的太陽能電池鍺襯底片的腐蝕方法，其特征在于:步驟(2)中將卡塞浸入I號腐蝕藥液中，沿平行于鍺片表面的方向水平來回推動卡塞進行腐蝕。
4.根據權利要求1所述的太陽能電池鍺襯底片的腐蝕方法，其特征在于:步驟(6)中將卡塞豎直地侵入2號腐蝕藥液中，使鍺片的拋光片向上，背面向下，左右水平轉動卡塞進行腐蝕。
5.根據權利要求1所述的太陽能電池鍺襯底片的腐蝕方法，其特征在于:步驟(6)中卡塞放入純水水槽，沿平行于鍺片表面的方向水平來回推動卡塞8次。
6.根據權利要求1所述的太陽能電池鍺襯底片的腐蝕方法，其特征在于:1號腐蝕藥液腐蝕不超過500pcs鍺片時更換一次，2號腐蝕藥液腐蝕不超過400pcs鍺片時更換一次。
全文摘要
本發明公開了一種太陽能電池鍺襯底片的腐蝕方法，包括以下步驟1200~1300ml的純水和140~150ml質量濃度為48~50%的氫氟酸形成1號腐蝕藥液，將鍺片依次放入卡塞中，用純水進行沖淋后浸入1號腐蝕藥液中，晃動卡塞，鍺片腐蝕7~10秒后，取出，迅速放入純水水槽中清洗，再用純水沖淋；150~160ml質量濃度不小于99.7%的冰醋酸、3~5ml質量濃度為99.5%的溴水和250~260ml質量濃度為98%的硝酸形成2號腐蝕藥液；將裝有鍺片的卡塞浸入2號腐蝕藥液中，晃動卡塞，鍺片腐蝕20~30秒后立即取出，放入純水水槽中清洗，再用純水沖淋，最后將卡塞連同鍺片一起放入流水槽中；通過本發明所述方法進行腐蝕，增強了鍺片的強度，強度都在18bf以上，大大降低了鍺片的破損率。
文檔編號C23F1/24GK103233228SQ20131017935
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月15日 優先權日2013年5月15日
發明者王卿泳, 孫小華, 郭德文, 趙雙艷 申請人:中鍺科技有限公司