專利名稱：一種晶硅表面的制絨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池制造工藝領(lǐng)域，特別是一種利用磨砂進(jìn)行晶硅表面的制絨方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前太陽電池的主流仍然是晶硅太陽能電池，其原理是在晶硅襯底上通過擴散的 方式形成PN結(jié)，太陽光通過窗口層照射到PN結(jié)，內(nèi)建電場使得光照產(chǎn)生的光生空穴電子對 分離，從而形成非平衡載流子，產(chǎn)生電流。晶體硅太陽電池的制作過程中，為了提高其轉(zhuǎn)換 效率，有表面制絨、制作減反射層等各種技術(shù)都有應(yīng)用。制絨是指通過一定的手段在晶硅的 表面產(chǎn)生凹凸不平的絨面，制成的晶硅片結(jié)構(gòu)可以使入射光在其中多次反射，增加對入射 光的吸收，獲得良好的表面減反射效果，并且對硅片的損傷影響較小。這樣可以解決困擾晶 硅電池的制絨問題，可以獲得遠(yuǎn)小于純化學(xué)制絨的硅片表面反射率，對提高多晶硅太陽電 池的光吸收以及光電轉(zhuǎn)換效率有著重要作用。目前的制絨工藝中，主要是一濕法制絨為主，還有少量的廠家開發(fā)出干法制絨的 工藝。濕式法的優(yōu)點是成本比較低，易于大規(guī)模生產(chǎn)，但是需要比較厚的硅片，同時在酸 或堿腐蝕的過程中會產(chǎn)生大量的廢氣和廢液，這些反應(yīng)廢棄物的處理比較麻煩，成本也會 相對提高；干式法可以使用比較薄的硅片，但是其設(shè)備的成本比較高，產(chǎn)能也相對比較低。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種晶硅表 面的制絨方法。技術(shù)方案本發(fā)明公開了一種晶硅表面的制絨方法，包括以下步驟將晶硅位置固定；使用混有磨砂的高壓氣體噴射晶硅表面，直到晶硅表面制絨完成。本發(fā)明中，所述磨砂顯微硬度大于2800kg/mm2，可以為金剛砂、金剛石及其相近硬 度材料的顆粒，均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述磨砂為帶有棱角的金剛砂顆粒。本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述金剛砂顆粒粒徑為0. 1 0. 5mm。本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述混有磨砂的高壓氣體以3 7. 5m/s的速度噴射。本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述有磨砂的高壓氣體以30 70度的傾角噴射。本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述晶硅厚度大于140微米。本發(fā)明中，優(yōu)選地，采用真空吸附法將晶硅位置固定。本發(fā)明所提出的新型晶硅太陽電池制絨方法，是采用帶金剛砂的高壓氣流噴射硅 片表面，金剛砂在硅片表面濺射，對硅片的表面進(jìn)行破壞。在高壓氣流規(guī)律性的噴射作用 下，硅片表面的硅顆粒被轟擊脫離硅片，由于晶體的各向異性，在外界盈利的作用下很容易在轟擊下出現(xiàn)小顆粒脫落的現(xiàn)象，形成不平整的絨面增加光在晶硅體內(nèi)的光程，減少光反 射損失。 本發(fā)明所公開的制絨方式采用無毒無害的微細(xì)金剛砂顆粒在高壓氣流的沖擊下， 噴射硅片，在硅片上產(chǎn)生規(guī)則的凹凸不平的絨面。其制作方式相對簡單，過程中沒有有毒有 害物質(zhì)產(chǎn)生，其反應(yīng)后的金剛砂與硅的顆?；旌衔锝?jīng)過分離后可以重復(fù)使用，不僅可以節(jié) 約材料和成本，更有利于環(huán)境保護。有益效果本發(fā)明提出一種晶硅表面制絨的方法，使得晶體硅太陽電池的表面織 構(gòu)化，產(chǎn)生金字塔結(jié)構(gòu)的絨面，增加光在晶硅體內(nèi)的光程，減少光反射損失。并且能夠降低 目前電池工藝中制絨技術(shù)成本。同時具有設(shè)備成本低，工藝簡單，制備速度快，可量產(chǎn)，生產(chǎn) 良率高等優(yōu)點。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做更進(jìn)一步的具體說明，本發(fā)明的上述和 /或其他方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。圖示為本發(fā)明的工作結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖所示，本發(fā)明公開了晶硅表面制絨的方法首先將一定厚度的硅片1(厚度影 響成本，由制造者決定定)用真空吸附在的固定水平的平臺2上，對于真空吸附的方法，在 平整的在臺表面上留有數(shù)個小孔5，當(dāng)硅片置于載臺后開始在硅片的背表面吸真空，其真空 吸力足以固定硅片不會產(chǎn)生位移，將細(xì)號粒徑為0. 1 0. 5mm的金剛砂3以一定的角度及 壓力透過噴嘴4噴向硅片，并朝一定的方向(如由左到右)單次或數(shù)次噴射，形成硅片表面 絨面制備。其規(guī)格足以達(dá)到減少太陽光反射的目的，之后，以潔凈水及清潔干燥氣體先后清 潔硅片表面，完成絨面制備。本發(fā)明中金剛砂在噴射過硅片后，產(chǎn)生金剛砂和硅顆粒的混合物，這些可以通過 金剛砂和硅顆粒的比重的區(qū)別分離，經(jīng)過清潔，這些金剛砂可以繼續(xù)使用，對工藝的成本降 低起很大的作用。實施例1 本實施例的具體方案為首先采用特制的載臺，如鐵氟龍材質(zhì)的載臺，在載臺上通 過真空吸附的方式，將硅片固定在載臺上，防止后續(xù)的高壓流體沖擊使硅片產(chǎn)生位移甚至 脫離載臺，導(dǎo)致后續(xù)動作無法進(jìn)行；對于硅片本身的特性無特別要求，只是根據(jù)后續(xù)的工藝 要求來決定硅片本身的特性，通常采用220微米左右的硅片進(jìn)行加工，但是本發(fā)明的特點 就是可以對薄硅片進(jìn)行加工，在140微米以上的硅片加工無破裂問題出現(xiàn)。在完成硅片固 定后，可以采用高壓氣體攜帶金剛砂的方式，在硅片上部，以一定的角度進(jìn)行噴射，在噴射 的過程中，可以往返運動，保證產(chǎn)生比較滿意的絨面。在高壓氣體的產(chǎn)生裝置選擇上，可以 采用高壓氣體產(chǎn)生裝置通過在噴出的過程中混入金剛砂實現(xiàn)，這樣會使得制絨的速度和效 果都有更好的提升。在本發(fā)明中，為了提高生產(chǎn)效率，可以采用多個噴頭的方式，這樣可以 實現(xiàn)多片硅片的批量生產(chǎn)。在完成制絨之后，硅片通過用去離子水去除殘余的金剛砂及硅 顆粒，再用潔凈氣體清潔干燥之后即可以完成本工序，進(jìn)入太陽電池的其他生產(chǎn)工序中進(jìn)行生產(chǎn)。實施例2 最佳方案為首先在鐵氟龍材質(zhì)的載臺上通過真空吸附的方式固定硅片，采用多 噴頭排列(視生產(chǎn)規(guī)模而定，如對于一片125X 125的硅片，考慮使用9個噴嘴密集排列為 佳)的方式，通過超聲波裝置與高壓氣體混合金剛砂。其球徑約為0. 1 .5mm，非球狀，以 帶有一定棱角為佳。以30 70度傾角的角度和3 7. 5m/s的速度噴射硅片，噴頭往復(fù)運 動幾次，獲得最佳的絨面效果。完成后，采用去離子水、潔凈干燥氮氣按順序清潔硅片，最終 轉(zhuǎn)入下一道工序，完成太陽電池的生產(chǎn)。本發(fā)明所公開的方法可以用于單晶硅電池的制絨工藝中，對于單晶硅電池的生 產(chǎn)，本工藝可以獲得很好的制絨效果，對提高電池轉(zhuǎn)換效率有很大的益處。同時可以降低單 晶硅太陽電池的生產(chǎn)成本。本發(fā)明所公開的方法可以用于多晶硅電池的制絨工藝中，對于多晶硅電池的生 產(chǎn)，本工藝可以獲得很好的制絨效果，對提高電池轉(zhuǎn)換效率有很大的益處。同時可以降低單 晶硅太陽電池的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明所公開的方法可以適用于在類似于硅片，如砷化鎵片，氮化鎵片，鍺片及鍺 硅片上進(jìn)行的制絨方式。對上述的電池片制絨方法跟前述一致。本發(fā)明提供了一種晶硅表面的制絨方法的思路及方法，具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的方 法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種晶硅表面的制絨方法，其特征在于，包括以下步驟將晶硅位置固定；使用混有磨砂的高壓氣體噴射晶硅表面，直到晶硅表面制絨完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶硅表面的制絨方法，其特征在于，所述磨砂為帶有棱 角的金剛砂顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種晶硅表面的制絨方法，其特征在于，所述金剛砂顆粒粒 徑為0. 1 0. 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶硅表面的制絨方法，其特征在于，所述混有磨砂的高 壓氣體以3 7. 5m/s的速度噴射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶硅表面的制絨方法，其特征在于，所述有磨砂的高壓 氣體以30 70度的傾角噴射。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶硅表面的制絨方法，其特征在于，所述晶硅厚度大于 140微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶硅表面的制絨方法，其特征在于，采用真空吸附法將 晶硅位置固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶硅表面的制絨方法，其特征在于，所述磨砂顯微硬度 大于 2800kg/mm2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶硅表面的制絨方法，包括以下步驟采用真空吸附法將晶硅固定；使用混有磨砂的高壓氣體噴射晶硅表面，直到晶硅表面制絨完成。本發(fā)明提出的晶硅表面制絨的方法，使得晶體硅太陽電池的表面織構(gòu)化，產(chǎn)生金字塔結(jié)構(gòu)的絨面，增加光在晶硅體內(nèi)的光程，減少光反射損失。并且能夠降低目前電池工藝中制絨技術(shù)成本。同時具有設(shè)備成本低，工藝簡單，制備速度快，可量產(chǎn)，生產(chǎn)良率高等優(yōu)點。
文檔編號H01L31/18GK101814550SQ200910264858
公開日2010年8月25日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者張宏勇, 王義新, 鄭振生 申請人:江蘇華創(chuàng)光電科技有限公司