用于單晶硅片的無醇堿性制絨液、制絨方法、太陽能電池片及其制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于單晶硅片的無醇堿性制絨液、制絨方法、太陽能電池片及其制作方法。該用于單晶硅片的無醇堿性制絨液包括堿溶液和制絨添加劑，制絨添加劑為無醇添加劑。本發明擯棄了常規堿性制絨液中所采用的對人體和環境有害的異丙醇，僅采用堿溶液和無醇添加劑組成的無醇堿性制絨液對金剛石線切割得到的單晶硅片進行表面制絨就可以將硅片表面的腐蝕深度較容易地控制在5～7.5μm范圍內，同時保證腐蝕的速率，增強了腐蝕的各向異性，制絨后得到的硅片表面的金字塔織構體積小且大小均勻一致，使得硅片表面的反射率降低了1%左右，增加了硅片表面對光的吸收，提高了太陽電池的轉換效率。
【專利說明】用于單晶硅片的無醇堿性制絨液、制絨方法、太陽能電池片及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能電池【技術領域】，具體而言，涉及一種用于單晶硅片的無醇堿性制絨液、制絨方法、太陽能電池片及其制作方法。
【背景技術】
[0002]在太陽能電池片的制作過程中，為了提高太陽能電池的性能和效率，需要在硅片表面制作絨面，有效的絨面結構可使得入射太陽光在硅片表面多次反射和折射，改變入射光在娃片中的前進方向，一方面延長了光程，增加了娃片對紅外光的吸收率；另一方面使得更多的光子在靠近P_n結附近的區域被吸收產生光生載流子，這些光生載流子更容易被收集，因此增加了光生載流子的收集效率。因此，制絨是制作太陽能電池的重要步驟，是制作具有減少反射功能的硅表面的有效方法，因此，在太陽能電池的制作過程中，一般都采用制絨的方式將硅片表面織構化，利用表面的陷光作用促進太陽光的吸收，提高電池的轉換效率。
[0003]硅片制絨分為酸制絨和堿制絨，酸制絨即采用酸溶液(硝酸、鹽酸、氫氟酸等)對硅片進行各向同性腐蝕，一般應用于多晶硅電池的制絨；而堿制絨采用堿溶液對單晶硅各向異性腐蝕，單晶硅電池的絨面通常是利用堿制絨形成，利用堿溶液對硅片的不同表面不同的腐蝕速率，如對(111)晶面腐蝕較慢，而對(100)晶面腐蝕較快。當采用堿溶液對硅片表面腐蝕時，由于各項異性腐蝕特性，會在硅片表面形成金字塔、倒金字塔等表面組織化結構，這些形成的金字塔型 織構化表面使入射光多次反射，大大加強了光的吸收，提高了轉換效率。
[0004]相對于單晶硅，多晶硅具有低成本的突出優勢，在近年來的太陽能電池市場中占有著較大的比例。但是多晶硅中晶粒取向具有隨機性，且存在大量晶界及缺陷，作為電池的基體材料，質量不及單晶娃。另一方面，由于多晶娃片中各晶粒的取向不一，在后續電池片制作過程中，不能使用綜合效益很好的堿制絨方法。在生產中，對于多晶硅一般采用各向同性的酸制絨方式，通過改進已經能起到較好的織構化效果，但是跟堿制絨相比，還是存在較大差距。
[0005]考慮到單晶硅具有低缺陷、高轉換效率、高效性等優點，其轉換效率高達19%以上，特別是堿制絨方法的廣泛應用使得單晶硅電池片更具優勢，單晶硅片經過堿制絨在1000nm波長處，其反射率能夠保持在10%以下，相對于多晶硅電池具有更優異的性能，故在生產上具有較高的生產價值。
[0006]目前主要采用常規多線單向切割工藝使用砂漿及鋼線對硅錠進行切割，切割時會在娃片表面產生一定的損傷層，該損傷層較深，一般為5~11 y m,如果該損傷層不能夠被有效地去除掉，必將會影響電池的轉換效率，故生產中一般采用如下方法對上述常規切割方法得到的單晶硅進行處理:預清洗一〉水洗一> 制絨一〉水洗一> 酸洗(氫氟酸和鹽酸)一>酸洗(氫氟酸)-> 熱水冼一> 慢提拉一〉熱風干燥。該操作步驟中采用堿制絨制作表面的陷光結構，反射率為9.1~10%。堿制絨是指制絨槽內裝有氫氧化鉀或氫氧化鈉、異丙醇與制絨添加劑的混合溶液，然后將水洗后的硅片浸泡進制絨槽內制絨，制絨槽內硅與堿溶液發生如下反應:Si+2H20+20H_=Si02(0H)2+2H2。制絨過程中因為有異丙醇和制絨添加劑的參與反應不太劇烈，異丙醇可以降低硅片表面張力，減少氣泡在硅表面的吸附，促進氫氣泡的釋放，使制絨后形成的金字塔織構更加均勻一致。 [0007]但是隨著金剛石線切割硅片的廣泛應用，考慮到金剛石線切割硅片具有較多的優勢，人們不再采用現有的多線單向切割工藝。但目前所存在的問題是金剛石線切割后的硅片表面損傷層減小，如果再采用上述堿性制絨液進行制絨，會導致硅片表面的腐蝕速率變慢且不均勻，使得腐蝕深度不合格，最終導致硅片表面組織化結構金字塔的大小不均勻，進而降低了太陽能電池的轉換效率。加上異丙醇為無色透明揮發性液體，有似乙醇和丙酮混合物的氣味，其蒸汽能對眼睛、鼻子和咽喉產生輕微刺激，也能通過皮膚被人體吸收，并且異丙醇易揮發，因此在生產過程中對設備的密閉性要求高，經處理后含有異丙醇的廢液也是行業的重要污染源之一，后續污染處理費用較高，不符合企業的節能減排和綠色無污染的要求。
[0008]因此，為了提高太陽能電池轉換效率，有必要開發一種適合金剛石線切割硅片且對人體和環境無害的制絨工藝。
【發明內容】
[0009]本發明旨在提供一種用于單晶硅片的無醇堿性制絨液、制絨方法、太陽能電池片及其制作方法，采用無醇堿性制絨液對金剛石線切割后的單晶硅片表面制絨后得到的絨面上的金字塔結構較小且均勻一致，降低了硅片的表面反射率，提高了太陽能電池轉換效率。
[0010]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種用于單晶硅片的無醇堿性制絨液，無醇堿性制絨液包括堿溶液和制絨添加劑，制絨添加劑為無醇添加劑。
[0011 ] 進一步地，在無醇堿性制絨液中，堿溶液的質量百分比濃度為1.5~7%，制絨添加劑的質量百分比濃度為0.3~0.8%。
[0012]進一步地，在無醇堿性制絨液中，堿溶液的質量百分比濃度為3%~5%，制絨添加劑的質量百分比濃度為0.4~0.65%。
[0013]進一步地，在無醇堿性制絨液中，堿溶液的質量百分比濃度為4%，制絨添加劑的質量百分比濃度為0.5%。
[0014]進一步地，無醇添加劑包括表面活性劑、絨面生長調節劑和消泡劑。
[0015]根據本發明的另一方面，提供了一種單晶硅片的堿性制絨方法，包括以下步驟:SI，配制上述任一種的無醇堿性制絨液；S2，將金剛石線切割后的單晶硅片置于無醇堿性制絨液中制絨；以及S3，取出單晶硅片，水洗，酸洗，干燥，得到制絨后的單晶硅片。
[0016]進一步地，將金剛石線切割后的單晶硅片置于無醇堿性制絨液中之前對單晶硅片進行預清洗和水洗。
[0017]進一步地，將金剛石線切割后的單晶硅片置于無醇堿性制絨液中后，將無醇堿性制絨液加熱至80°C~90°C保持13~17分鐘。
[0018]進一步地，制絨的過程中無醇堿性制絨液的補液量為150~250ml/100片。
[0019]根據本發明的再一方面，提供了一種太陽能電池片制作方法，包括對金剛石線切割后的單晶硅片進行制絨，該制絨步驟采用上述任一種的堿性制絨方法制絨。
[0020]根據本發明的又一方面，提供了一種太陽能電池片，該太陽能電池片為采用上述太陽能電池片的制作方法制作而成。
[0021]應用本發明的技術方案，擯棄了常規堿性制絨液中所采用的對人體和環境有害的異丙醇，僅采用堿溶液和無醇添加劑組成的無醇堿性制絨液對金剛石線切割得到的單晶硅片進行表面制絨就可以將硅片表面的腐蝕深度較容易地控制在5~7.5 y m范圍內，同時保證腐蝕的速率，增強了腐蝕的各向異性，制絨后得到的硅片表面的金字塔織構體積小且大小均勻一致，使得硅片表面的反射率降低了 1%左右，增加了硅片表面對光的吸收，提高了太陽電池的轉換效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0023]圖1為采用現有技術的制絨方法制作的單晶硅片表面的掃描電鏡圖；
[0024]圖2為采用本發明的制絨方法制作的單晶硅片表面的掃描電鏡圖；以及
[0025]圖3為采用本發明的制絨方法與采用現有技術中的制絨方法制作的單晶硅片表面的反射率變化趨勢示意圖。
【具體實施方式】
[0026]需要說明的是，在不沖 突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0027]為了解決采用常規的制絨工藝對金剛石線切割后的單晶硅片制絨時腐蝕速率下降，腐蝕深度降低以及制絨后硅片表面的金字塔結構大小不均勻一致的問題，本發明提供了一種用于單晶硅片的無醇堿性制絨液，該無醇堿性制絨液由堿溶液和制絨添加劑組成，制絨添加劑為無醇添加劑。
[0028]本發明擯棄了常規堿性制絨液中所采用的異丙醇，僅采用堿溶液和無醇添加劑組成的無醇堿性制絨液對金剛石線切割得到的單晶硅片進行表面制絨，就可以將硅片表面的腐蝕深度較容易地控制在5~7.5 范圍內，同時保證了腐蝕的速率，增強了腐蝕的各向異性，制絨后得到的硅片表面的金字塔織構體積小且大小均勻一致，使得硅片表面的反射率降低了 1%左右，增加了硅片表面對光的吸收，提高了太陽電池的轉換效率。
[0029]其中堿溶液為氫氧化鈉溶液和/或氫氧化鉀溶液，本發明優選但并不局限于上述堿溶液，采用上述堿溶液對材料有各向異性腐蝕性，可以更好地與硅表面腐蝕制絨，進而形成組織均勻的金字塔織構的陷光絨面，同時還可以較好地去除硅片表面的油污及線鋸損傷層。
[0030]為了避免堿性制絨液對人體和環境產生不利影響，本發明選擇無醇添加劑，無醇添加劑的最大特點是對環境友好，無醇添加劑主要由表面活性劑、絨面生長調節劑以及消泡劑三部分組成，具體成分主要為苯甲酸鈉、抗壞血酸、氫氧化鈉和水等。其中表面活性劑主要用來增強硅片表面親水性，加速硅片腐蝕及表面氣泡脫離，去除硅片表面油污；絨面生長調節劑主要用來控制硅片在堿液中的腐蝕速度，增強晶面間各項異性；消泡劑主要用于代替傳統IPA的作用，消除硅片表面的氣泡脫，并輔助改善絨面金字塔外形，提升反應的各向異性。無機添加劑中含有大量有機基團，可作為硅片表面的成核點，大大提高“金字塔”的成核密度。另外，無醇添加劑的使用還可對硅片表面進行改性從而有效防止硅片清洗不干凈、清洗劑殘留而引起的色斑、絨面偏小等異常。
[0031]可見，本發明擯棄了現有技術中堿性制絨液中所添加的異丙醇，僅采用堿溶液與無醇添加劑對金剛石線切割后的單晶硅片制絨，同樣保證了腐蝕速率，較容易地使硅片表面的腐蝕深度控制在5~7.5 ii m范圍內，同時降低娃片表面的張力,減少氣泡在娃表面的吸附，促進氫氣泡的釋放，增強了腐蝕的各向異性，使制絨后的金字塔織構更加均勻一致，同時還可以增加液體的粘稠度，減弱KOH溶液對硅片的腐蝕力度，增強腐蝕的各向異性，同時精簡了制作程序，減少了環境的污染。
[0032]為了使得腐蝕速率與腐蝕深度更好地符合制絨需求，使得制絨后硅片表面金字塔織構體積大小更加均勻一致，較大程度地降低硅片表面的反射率，根據本發明的一種典型實施方式，在無醇堿性制絨液中，堿溶液的質量百分比濃度為1.5~7%，制絨添加劑的質量百分比濃度為0.3~0.8%。優選地，在無醇堿性制絨液中，堿溶液的質量百分比濃度為3~5%，制絨添加劑的質量百分比濃度為0.4~0.65%。進一步優選地，在無醇堿性制絨液中，堿溶液的質量百分比濃度為4%，制絨添加劑的質量百分比濃度為0.5%。本發明將堿溶液與制絨添加劑控制在上述比例范圍內，使得兩相平衡，從而得到了更加有利于提高太陽能電池轉換效率的金字塔織構形貌。[0033]根據本發明的另一方面，提高了一種用于單晶硅的堿性制絨方法，包括以下步驟:SI，配制上述任一種的無醇堿性制絨液；S2，將金剛石線切割后的單晶硅片置于無醇堿性制絨液中制絨；以及S3，取出單晶硅片，水洗，酸洗，干燥，得到制絨后的單晶硅片。該制作方法操作簡單，適用于成本較低的槽式制絨設備。
[0034]在制絨過程中無醇堿性制絨液不斷地被消耗，無醇堿性制絨液的濃度處于不斷變化的狀態，為了不影響其制絨效果，需要補充無醇堿性制絨液使其濃度滿足制絨的要求。優選地，制絨過程中無醇堿性制絨液的補液量為150~250ml/100片。如果補液量高于250ml/100片，則會過度減弱KOH溶液對硅片的腐蝕力度，不能很好地形成金字塔結構；相反，如果補液量低于150ml/100片，則會造成腐蝕不均勻，金字塔大小均勻不一。
[0035]優選地，將金剛石線切割后的單晶硅片置于堿性制絨液中浸泡之前對待制絨單晶硅片依次進行預清洗和水洗。通過預清洗可以將金剛石石線切割后的有機雜質清洗掉，通過水洗可以洗去預清洗后殘留在硅片表面上的藥液，預清洗工藝可以增加硅片對入射光的吸收，有利于提高電池的短路電流，對提升電池光電轉換效率具有重要意義。
[0036]將金剛石線切割并預清洗和水洗后的單晶硅片置于無醇堿性制絨液中，加熱無醇堿性制絨液至80°C~90°C保持13~17分鐘，該步驟可以使單晶硅片表面充分腐蝕并達到一定的腐蝕深度。之后采用機械手將腐蝕后的單晶硅片取出，之后放入水洗槽中水洗去除殘留堿性制絨液。優選在水洗槽的底部設置鼓泡裝置，這樣產生的大量氣泡有利于清洗掉粘附在硅片表面的堿性制絨液，提升漂洗效果。由于制絨后硅片表面具有較多的凹槽結構，使得一次漂洗很難將粘附在硅片表面的堿性制絨液清洗干凈，因而水洗后酸洗。優選地，酸洗分為兩步進行，先采用鹽酸和氫氟酸混合液洗滌，該步驟中主要作用是為了中和硅片表面上的殘余堿溶液，此外，酸洗液中的氯離子也可以和一些重金屬粘污離子形成絡合物而被去除，從而起到去除潛在的金屬離子玷污的作用。之后采用氫氟酸洗滌，該步驟可以將硅片表面去氧化層，同時使硅片表面為斥水性，便于隨后的熱風干燥。酸洗結束后，將硅片送入新的水洗槽中二次漂洗，二次漂洗的目的是去除硅片表面的酸洗殘留液，其中漂洗細節同上水洗步驟。水洗后將硅片慢慢提拉出來，熱風干燥，就完成了堿性制絨步驟。
[0037]根據本發明的又一方面，還提供了一種太陽能電池片的制作方法，包括對金剛石線切割得到單晶硅片制絨，該制絨步驟為采用上述任一種堿性制絨方法制絨。
[0038]根據本發明再一方面，還提供了一種太陽能電池片，該太陽能電池片采用上述太陽能電池片的制作方法制作而成。
[0039]下面結合具體實施例和對比例進一步說明本發明的有益效果。
[0040]實施例1
[0041]將50ml質量百分比濃度為46%的氫氧化鈉溶液和IOml無醇添加劑(型號為TS42，由常州時創能源科技有限公司提供)溶于去離子水中，配制成無醇堿性制絨液，其中氫氧化鈉溶液的質量百分比濃度為4%，無醇添加劑溶液的質量百分比濃度為0.5%。
[0042]米用雙氧水與氣氧化納混合液(V雙氧水:Vg；氧化鈉:V水=1.5:7:115)對金剛石線切表1]后的單晶硅片進行預清洗3分鐘，之后水洗3分鐘，水洗后單晶硅片進入含有上述無醇堿性制絨液的制絨槽中表面制絨保持17分鐘，堿性制絨液的溫度為80°C。
[0043]制絨后的單晶硅片進入水洗槽中水洗3分鐘，然后送入到盛有40?丨％氫氟酸與30被％鹽酸混合液的酸洗槽中(氫氟酸與鹽酸的體積比為1:3)酸洗3分鐘以去除硅片表面的金屬離子，之后進入到盛有1(^丨％氫氟酸的酸洗槽中酸洗10分鐘，之后進入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出來后熱風干燥，得到制絨后單晶硅片，制絨過程中堿性制絨液的補液量為150ml/100 片。`
[0044]實施例2
[0045]將50ml質量百分比濃度為46%的氫氧化鈉溶液和IOml無醇添加劑(型號為TS42，由常州時創能源科技有限公司提供)溶于去離子水中，配制成無醇堿性制絨液，其中氫氧化鈉溶液的質量百分比濃度為3%，無醇添加劑溶液的質量百分比濃度為0.4%。
[0046]米用雙氧水與氣氧化納混合液(V雙氧水:V氧氧化鈉:V水=1.5:7:115)對金剛石線切表1]后的單晶硅片進行預清洗5分鐘，之后水洗5分鐘，水洗后單晶硅片進入含有上述無醇堿性制絨液的制絨槽中表面制絨保持13分鐘，堿性制絨液的溫度為90°C。
[0047]制絨后的單晶硅片進入水洗槽中水洗5分鐘，然后送入到盛有40?丨％氫氟酸與30被％鹽酸混合液的酸洗槽中(氫氟酸與鹽酸的體積比為1:3)酸洗3分鐘以去除硅片表面的金屬離子，之后進入到盛有1(^丨％氫氟酸的酸洗槽中酸洗10分鐘，之后進入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出來后熱風干燥，得到制絨后單晶硅片，制絨過程中無醇堿性制絨液的補液量為 250ml/100 片。
[0048]實施例3
[0049]將50ml質量百分比濃度為46%的氫氧化鈉溶液和IOml無醇添加劑(型號為TS42，由常州時創能源科技有限公司提供)溶于去離子水中，配制成無醇堿性制絨液，其中氫氧化鈉溶液的質量百分比濃度為5%，無醇添加劑溶液的質量百分比濃度為0.65%。
[0050]采用雙氧水與氫氧化鈉混合液(Vsft* =Vaftfttt:V*=1.5:7:115)對金剛石線切割后的單晶硅片進行預清洗5分鐘，之后水洗5分鐘，水洗后單晶硅片進入含有上述堿性制絨液的制絨槽中表面制絨保持13分鐘，堿性制絨液的溫度為85°C。
[0051]制絨后的單晶硅片進入水洗槽中水洗5分鐘，然后送入到盛有40被％氫氟酸與30被％鹽酸混合液的酸洗槽中(氫氟酸與鹽酸的體積比為1:3)酸洗3分鐘以去除硅片表面的金屬離子，之后進入到盛有1(^丨％氫氟酸的酸洗槽中酸洗10分鐘，之后進入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出來后熱風干燥，得到制絨后單晶硅片，制絨過程中無醇堿性制絨液的補液量為 250ml/100 片。 [0052]實施例3中制絨后得到的單晶硅片表面的掃描電鏡圖如圖1所示，從圖1中可以看出，采用本發明的堿性制絨液對金剛石線切割后的單晶硅片制絨，形成的金字塔尺寸比較小，大約為2~3 iim，并且分布比較均勻。
[0053]實施例4
[0054]將50ml質量百分比濃度為46%的氫氧化鈉溶液和IOml無醇添加劑(型號為TS42，由常州時創能源科技有限公司提供)溶于去離子水中，配制成無醇堿性制絨液，其中氫氧化鈉溶液的質量百分比濃度為1.5%，無醇添加劑溶液的質量百分比濃度為0.3%。
[0055]采用雙氧水與氫氧化鈉混合液(V雙氧水:VS氧化納:V水=1.5:7:115)對金剛石線切割后的單晶硅片進行預清洗5分鐘，之后水洗5分鐘，水洗后單晶硅片進入含有上述無醇堿性制絨液的制絨槽中表面制絨保持15鐘，無醇堿性制絨液的溫度為80°C。
[0056]制絨后的單晶硅片進入水洗槽中水洗5分鐘，然后送入到盛有40?丨％氫氟酸與30被％鹽酸混合液的酸洗槽中(氫氟酸與鹽酸的體積比為1:3)酸洗5分鐘以去除硅片表面的金屬離子，之后送入盛有1(^丨％氫氟酸的酸洗槽中酸洗8分鐘，之后進入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出來后熱風干燥，得到制絨后單晶硅片，制絨過程中無醇堿性制絨液的補液量為 200ml/100 片。
[0057]實施例5
[0058]將50ml質量百分比濃度為46%的氫氧化鈉溶液和IOml無醇添加劑(型號為TS42，由常州時創能源科技有限公司提供)溶于去離子水中，配制成無醇堿性制絨液，其中氫氧化鈉溶液的質量百分比濃度為7%，無醇添加劑溶液的質量百分比濃度為0.8%。
[0059]采用雙氧水與氫氧化鈉混合液(V雙氧水:VS氧化納:V水=1.5:7:115)對金剛石線切割后的單晶硅片進行預清洗5分鐘，之后水洗5分鐘，水洗后單晶硅片進入含有上述無醇堿性制絨液的制絨槽中表面制絨保持17鐘，無醇堿性制絨液的溫度為90°C。
[0060]制絨后的單晶硅片進入水洗槽中水洗5分鐘，然后送入到盛有40?丨％氫氟酸與30被％鹽酸混合液的酸洗槽中(氫氟酸與鹽酸的體積比為1:3)酸洗5分鐘以去除硅片表面的金屬離子，之后送入盛有1(^丨％氫氟酸的酸洗槽中酸洗8分鐘，之后進入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出來后熱風干燥，得到制絨后單晶硅片，制絨過程中無醇堿性制絨液的補液量為 150ml/100 片。
[0061]實施例6
[0062]將50ml質量百分比濃度為46%的氫氧化鈉溶液和IOml無醇添加劑(型號為TS42，由常州時創能源科技有限公司提供)溶于去離子水中，配制成無醇堿性制絨液，其中氫氧化鈉溶液的質量百分比濃度為0.7%，無醇添加劑溶液的質量百分比濃度為0.2%。
[0063]采用雙氧水與氫氧化鈉混合液(V雙氧水:VS氧化納:V水=1.5:7:115)對金剛石線切割后的單晶硅片進行預清洗8分鐘，之后水洗8分鐘，水洗后單晶硅片送入含有上述堿性制絨液的制絨槽中表面制絨保持14鐘，無醇堿性制絨液溫度為90°C。
[0064]制絨后的單晶硅片進入水洗槽中水洗5分鐘，然后送入到盛有40被％氫氟酸與30被％鹽酸混合液的酸洗槽中(氫氟酸與鹽酸的體積比為1:3)酸洗5分鐘以去除硅片表面的金屬離子，之后送入盛有1(^丨％氫氟酸的酸洗槽中酸洗8分鐘，之后進入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出來后熱風干燥，得到制絨后單晶硅片，制絨過程中無醇堿性制絨液的補液量為 180ml/100 片。
[0065]對比例I
[0066]將50ml質量百分比濃度為46%的氫氧化鈉溶液、85.7ml異丙醇和29ml有醇添加劑(型號為S929，由常州時創能源科技有限公司提供)溶于去離子水中，配制成堿性制絨液，其中氫氧化鈉溶液的質量百分比濃度為1.0%，有醇制絨添加劑溶液的質量百分比濃度為0.1%。
[0067]采用雙氧水與氫氧化鈉混合液(Vsft* =Vaftfttt:V*=1.5:7:115)對金剛石線切割后的單晶硅片進行預清洗3分鐘，之后水洗3分鐘，水洗后單晶硅片進入含有上述堿性制絨液的制絨槽中表面制絨保持17分鐘，堿性制絨液的溫度為80°C。
[0068]將絨后的單晶硅片送入水洗槽中水洗3分鐘，然后送入到盛有40?丨％氫氟酸與30被％鹽酸混合液的酸洗槽中(氫氟酸與鹽酸的體積比為1:3)酸洗3分鐘以去除硅片表面的金屬離子，之后進入到盛有1(^丨％氫氟酸的酸洗槽中酸洗10分鐘，之后進入到水洗槽中水洗，慢慢提拉出來后熱風干燥，得到制絨后單晶硅片，制絨過程中堿性制絨液的補液量為150ml/100 片。 [0069]對比例I中制絨后的單晶硅片表面的掃描電鏡圖如圖2所示，從圖2中可以看出，采用現有的堿性制絨液對金剛石線切割后的單晶硅片制絨，在單晶硅片絨面上形成的金字塔尺寸比較大，約為8~10 y m，大小分布不均。究其原因，主要是因為金剛石線切割后的硅片表面損傷層減小，按照上述常規的堿制絨工藝，會導致硅片表面的腐蝕速率變慢且不均勻，降低腐蝕深度，最終導致硅片表面組織化結構金字塔的大小不均勻，進而降低了太陽能電池的轉換效率。
[0070]采用D8J積分反射儀檢測單晶硅片的表面反射率，其反射率趨勢見圖3。從圖3中可以看出，采用本發明的堿性制絨方法增加了硅片表面對光的吸收，顯著地降低了單晶硅的表面反射率，與對比例I相比，實施例1中制作的單晶硅片的反射率降低了近1.0%。
[0071]將實施例1至6以及對比例I中制絨后的單晶硅片在相同條件下依次進行拋光、擴散制結、邊緣刻蝕、去磷硅玻璃、等離子刻蝕、去硼硅玻璃、濕鈍化、鍍減反射膜、絲網印刷、快速燒結，形成實施例1至6以及對比例I中對應的太陽能電池片。采用halm測試儀器測定太陽能電池片的Uoc，Isc, FF, Eff，具體性能數據見表1。
[0072]表1
【權利要求】
1.一種用于單晶硅片的無醇堿性制絨液，其特征在于，所述無醇堿性制絨液包括堿溶液和制絨添加劑，所述制絨添加劑為無醇添加劑。
2.根據權利要求1所述的無醇堿性制絨液，其特征在于，在所述無醇堿性制絨液中，所述堿溶液的質量百分比濃度為1.5~7%，所述制絨添加劑的質量百分比濃度為0.3~0.8%。
3.根據權利要求2所述的無醇堿性制絨液，其特征在于，在所述無醇堿性制絨液中，所述堿溶液的質量百分比濃度為3%~5%，所述制絨添加劑的質量百分比濃度為0.4~0.65%。
4.根據權利要求3所述的無醇堿性制絨液，其特征在于，在所述無醇堿性制絨液中，所述堿溶液的質量百分比濃度為4%，所述制絨添加劑的質量百分比濃度為0.5%。
5.根據權利要求1所述的無醇堿性制絨液，其特征在于，所述無醇添加劑包括表面活性劑、絨面生長調節劑和消泡劑。
6.一種單晶硅片的堿性制絨方法，其特征在于，包括以下步驟: SI,配制權利要求1至5中任一項所述的無醇堿性制絨液； S2，將金剛石線切割后的單晶硅片置于所述無醇堿性制絨液中制絨；以及 S3，取出所述單晶硅片，水洗，酸洗，干燥，得到制絨后的所述單晶硅片。
7.根據權利要求6所述的堿性制絨方法，其特征在于，將金剛石線切割后的所述單晶硅片置于所述無醇堿性制 絨液中之前對所述單晶硅片進行預清洗和水洗。
8.根據權利要求6所述的堿性制絨方法，其特征在于，將金剛石線切割后的所述單晶硅片置于所述無醇堿性制絨液中后，將所述無醇堿性制絨液加熱至80°C~90°C保持13~17分鐘。
9.根據權利要求6所述的堿性制絨方法，其特征在于，所述制絨的過程中所述無醇堿性制絨液的補液量為150~250ml/100片。
10.一種太陽能電池片制作方法，包括對金剛石線切割后的單晶硅片進行制絨，其特征在于，所述制絨步驟采用權利要求6至9中任一項所述的堿性制絨方法制絨。
11.一種太陽能電池片，其特征在于，采用權利要求10中太陽能電池片的制作方法制作而成。
【文檔編號】H01L31/18GK103614778SQ201310609018
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】閆英麗, 湯歡, 范志東 申請人:英利能源（中國）有限公司