CN107887458A - 一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法 - Google Patents
一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107887458A CN107887458A CN201710939709.1A CN201710939709A CN107887458A CN 107887458 A CN107887458 A CN 107887458A CN 201710939709 A CN201710939709 A CN 201710939709A CN 107887458 A CN107887458 A CN 107887458A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- etching
- silicon
- mol
- silicon wafer
- matte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/70—Surface textures, e.g. pyramid structures
- H10F77/703—Surface textures, e.g. pyramid structures of the semiconductor bodies, e.g. textured active layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/121—The active layers comprising only Group IV materials
-
- H10P50/644—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法,首先将金刚石线切割后的硅片进行清洗预处理,然后将处理后的硅片放入含有金属铜盐、氧化剂和刻蚀剂的刻蚀液中,进行铜催化化学刻蚀反应,通过控制刻蚀液的成分以及各成分浓度,从而在硅片表面制备出不同形貌的绒面,然后再依次用硝酸溶液、氢氟酸溶液和去离子水清洗刻蚀后的硅片,即完成形貌不同的绒面的制备,本发明主要针对金刚石线切割硅片表面覆盖有非晶硅层和大量平行的线痕而导致常规酸法刻蚀难以实现表面有效制绒的问题,本发明优势在于能够实现低成本对金刚石线切割硅片表面进行制备形貌可控的绒面。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池行业中晶体硅表面制绒技术领域,具体涉及一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法。
背景技术
目前,太阳能硅电池所用多晶硅片、单晶硅片切割大多采用砂浆多线切割技术,该技术是通过高速运动的钢线带动砂浆中的碳化硅颗粒滚动磨削来实现硅片的切割,该技术存在切片效率低、需要化学冷却液、单位质量切片数量少、碳化硅磨料昂贵和切割产生的大量硅粉难以分离回收利用等问题使得业界对新型切割技术充满期待。
新型的金刚石线切割技术是将金刚石固定在钢线上,在高速运动过程中通过金刚石尖刃的刮削切割硅片相比普通的砂浆切割技术,金刚石线锯切割技术具有以下优点:(1)金刚石线切割硅片速度比砂浆线切割快 2~3倍;(2)金刚石线切割技术采用水基冷却液,无需碳化硅等砂浆添加,切割产生的高纯硅粉回收容易,对环境的影响较小;(3)金刚石线切割的切口较小,因而单位质量切片数量较砂浆切割多。因此,金刚石线切割技术不仅可以提高硅绽切片企业的生产效率,降低生产成本,同时对环境保护意义重大。
在太阳能硅电池的常规生产工艺中,砂浆线切割硅片首先进行碱式/酸式的湿法化学制绒工艺,目的是去除切割过程中产生的损伤层,同时在硅片表面形成具有陷光作用的金字塔状或凹坑状绒面结构。通常,使用各向异性的 KOH 碱液体系刻蚀单晶硅片从而获得具有金字塔绒面的减反结构,使用各向同性的 HNO3/HF 酸液体系刻蚀多晶硅片获得具有凹坑状绒面的减反结构,其刻蚀通常从硅片切割引起的损伤层特别是微裂纹和缺陷处开始。由于切割机理的不同,金刚石线切割硅片的表面密布平行的线痕,同时表层覆盖有一层切割引起的非晶硅层。因此,金刚石线切割硅片表层的损伤层厚度和缺陷较砂浆线切割硅片要少,导致了目前的制绒工艺在不同程度上不再适用,具体体现在线痕难以完全消除,以及刻蚀形成的坑状绒面较浅,因而制绒后反射率较常规砂浆线切割硅片高的问题。目前,金刚石线切割单晶硅片在优化的碱液体系上基本解决制绒问题,但仍然或多或少存在的线痕。然而,金刚石线切割多晶硅片很难在原有的 HF/HNO3酸液体系上进行优化解决,导致该新型切片工艺在多晶硅电池产线上尚不能大规模应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法,本发明主要是通过控制和调配刻蚀液的浓度,在金刚线切割硅片上制备出形貌不同的绒面,该方法除对硅片进行清洗预处理外,无需对其他表面进行处理,解决了金刚石线切割硅片的制绒难题。
本发明的技术方案如下:首先将金刚石线切割后的硅片进行清洗预处理,然后将处理后的硅片放入含有金属铜盐、氧化剂和刻蚀剂的刻蚀液中,进行铜催化化学刻蚀反应,通过控制刻蚀液的成分以及各成分浓度,从而在硅片表面制备出不同形貌的绒面,然后再依次用硝酸溶液、氢氟酸溶液和去离子水清洗刻蚀后的硅片,即在硅表面制得形貌不同的绒面。
一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法,具体操作如下:
(1)将金刚石线切割后的硅片进行清洗预处理,即将金刚石线切割后的硅片先进行超声清洗,然后放入质量浓度为1~10%的HF溶液中浸泡60~1800s,最后再用去离子水进行超声清洗;
(2)将步骤(1)预处理后的硅片放入含有金属铜盐、氧化剂和刻蚀剂的刻蚀液中,进行铜催化化学刻蚀反应,刻蚀反应的温度为15~95℃,刻蚀时间为5~600min,其中金属铜盐为Cu(NO3)2、CuCl2、CuSO4中的一种,氧化剂为H2O2、HNO3、H2CrO4、FeCl3溶液中的一种,刻蚀剂为 HF,其中正金字塔结构的刻蚀液为 HF-Cu(NO3)2-FeCl3或HF-Cu(NO3)2-H2CrO4,且刻蚀液中各成分的浓度为HF 0.1 ~10 mol/L,Cu(NO3)2 0.001~0.2 mol/L,FeCl3或H2CrO4 0.01~2mol/L,倒金字塔结构的刻蚀液为 HF-Cu(NO3)2-H2O2,且刻蚀液中各成分的浓度为 HF 0.1~10 mol/L,Cu(NO3)2 0.01~0.4 mol/L,H2O2 0.5~5.0 mol/L,蠕虫状织化表面结构的刻蚀液为 HF-CuCl2-H2O2,且刻蚀液中各成分的浓度为 HF 0.1~10 mol/L,CuCl2 0.01~5mol/L,H2O2 0.2~5.0mol/L,凹坑型织化表面结构的刻蚀液为:HF-CuSO4-H2O2,且刻蚀液中各成分的浓度为HF 0.1~10mol/L,CuSO4 0.01~5 mol/L,H2O2 0.1~5.0 mol/L;
(3)依次用硝酸溶液、氢氟酸溶液和去离子水清洗刻蚀后的硅片,分别除去硅片表面残留的金属粒子、氧化层和化学残留,即在硅表面制得形貌不同的绒面,其中硝酸的质量浓度为5~68%,硝酸清洗的时间为1~30min,清洗温度为 15~90℃,其中氢氟酸的质量浓度为1~10%,硝酸清洗的时间为1~30min,清洗温度为 15~90℃。
所述硅片为单晶硅片或多晶硅片。
所述金刚石线切割后的硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为1~100nm,硅片表面的线痕高度为1~10μm。
本发明的优点和技术效果:
1、本发明通过采用金属铜纳米颗粒作为催化物种,相比于其他贵金属物种(银、铂、钯等)催化实现对硅片的刻蚀,具有成本低、操作简单的优点。
2、本发明通过选取合适的刻蚀液能够实现对金刚线切割后的多晶硅片或单晶硅片表面不同纳米结构的可控制绒(正金字塔、倒金字塔、蠕虫状、凹坑状),在减少表面线痕的同时,有效地降低表面光线反射率。
附图说明
图1 为本发明的金刚线切割多晶硅表面倒金字塔结构制绒后SEM表征图;
图2为本发明的金刚线切割单晶硅表面倒金字塔结构制绒后SEM表征图;
图3 为本发明的金刚线切割多晶硅表面蠕虫状结构制绒后SEM表征图;
图4 为本发明的金刚线切割单晶硅表面凹坑状结构制绒后SEM表征图;
图5 为本发明的金刚线切割多晶硅表面正金字塔结构制绒后SEM表征图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1:铜催化刻蚀硅制备倒金字塔结构绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的多晶硅片为原料,且该金刚石线切割的多晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为1nm,硅片表面的线痕高度为1μm,首先将多晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的多晶硅片放入质量浓度为1%的HF 溶液中浸泡1800s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有Cu(NO3)2、H2O2和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:0.01mol/L,0.5 mol/L,10 mol/L,刻蚀温度为23℃,刻蚀时间为600min,刻蚀后采用质量浓度为 5% 的硝酸溶液对其清洗30min,清洗温度为 35℃,之后采用质量浓度为1% 的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为 10min,清洗温度为 25℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得倒金字塔结构织化的硅片,硅片平均反射率为8.3%。
图1显示了本实施例金刚线切割多晶硅表面倒金字塔结构制绒后的SEM表征图,由图看出,绒面为倒金字塔结构。
实施例2:铜催化刻蚀硅制备倒金字塔结构绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的多晶硅片为原料,且该金刚石线切割的多晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为50nm,硅片表面的线痕高度为5μm,首先将多晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的多晶硅片放入质量浓度为5%的HF 溶液中浸泡1000s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有Cu(NO3)2、H2O2和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:0.4 mol/L,3mol/L,5mol/L,刻蚀温度为95℃,刻蚀时间为10min,刻蚀后采用质量浓度为 5%的硝酸溶液对其清洗30min,清洗温度为 25℃,之后采用质量质量浓度为1% 的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为 10min,清洗温度为 25℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得倒金字塔结构织化的硅片,硅片平均反射率为7.3%。
实施例3:铜催化刻蚀硅制备倒金字塔结构绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的单晶硅片为原料,且该金刚石线切割的单晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为100nm,硅片表面的线痕高度为10μm,首先将单晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的单晶硅片放入质量浓度为10%的HF 溶液中浸泡60s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有Cu(NO3)2、H2O2和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:0.2 mol/L,5mol/L,0.1mol/L,刻蚀温度为50℃,刻蚀时间为200min,刻蚀后采用质量浓度为 1%的硝酸溶液对其清洗10min,清洗温度为 25℃,之后采用质量质量浓度为1% 的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为 10min,清洗温度为 25℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得倒金字塔结构织化的硅片,硅片平均反射率为7.7%。
图2显示了本实施例的金刚线切割单晶硅表面倒金字塔结构制绒后SEM表征,在硅片表面成功制备了倒金字塔结构的绒面。
实施例4:铜催化刻蚀硅制备蠕虫状结构织化的绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的多晶硅片为原料,且该金刚石线切割的多晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为50nm,硅片表面的线痕高度为5μm,首先将多晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的多晶硅片放入质量浓度为10%的HF 溶液中浸泡60s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有
CuCl2、H2O2和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:0.01 mol/L,5 mol/L,5.6mol/L,刻蚀温度为50℃,刻蚀时间为30min,刻蚀后采用质量浓度为 25%的硝酸溶液对其清洗10min,清洗温度为15℃,之后采用质量浓度为5% 的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为5min,清洗温度为45℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得蠕虫状结构织化的硅片,硅片平均反射率为9.4%。
图3显示了本实施例的金刚线切割多晶硅表面蠕虫状结构制绒后SEM表征图,由图看出,绒面的结构为蠕虫状。
实施例5:铜催化刻蚀硅制备蠕虫状结构织化的绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的单晶硅片为原料,且该金刚石线切割的单晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为30nm,硅片表面的线痕高度为3μm,首先将单晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的单晶硅片放入质量浓度为10%的HF 溶液中浸泡60s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有CuCl2、H2O2和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:0.5mol/L,0.2mol/L,10mol/L,刻蚀温度为15℃,刻蚀时间为600min,刻蚀后采用质量浓度为25%的硝酸溶液对其清洗10min,清洗温度为40℃,之后采用质量浓度为10%的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为5min,清洗温度为60℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得蠕虫状结构织化的硅片,硅片平均反射率为8.9%。
实施例6:铜催化刻蚀硅制备蠕虫状结构织化的绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的单晶硅片为原料,且该金刚石线切割的单晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为20nm,硅片表面的线痕高度为2μm,首先将单晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的单晶硅片放入质量浓度10%的HF 溶液中浸泡60s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有CuCl2、H2O2和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:5mol/L,0.3mol/L,0.1mol/L,刻蚀温度为95℃,刻蚀时间为5min,刻蚀后采用质量浓度为25%的硝酸溶液对其清洗10min,清洗温度为40℃,之后采用质量浓度为10% 的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为1min,清洗温度为15℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得蠕虫状结构织化的硅片,硅片平均反射率为8.5%。
实施例7:铜催化刻蚀硅制备凹坑状结构织化的绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的多晶硅片为原料,且该金刚石线切割的多晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为50nm,硅片表面的线痕高度为5μm,首先将多晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的多晶硅片放入质量浓度5%的HF溶液中浸泡1200s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有CuSO4、H2O2和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:5.0 mol/L,2.0 mol/L,5mol/L,刻蚀温度为90℃,刻蚀时间为10min,刻蚀后采用质量浓度为68%的硝酸溶液对其清洗1min,清洗温度为 90℃,之后采用质量浓度为5%的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为5min,清洗温度为 90℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得凹坑状结构织化的硅片,硅片平均反射率为6.7%。
实施例8:铜催化刻蚀硅制备凹坑状结构织化的绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的多晶硅片为原料,且该金刚石线切割的多晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为50nm,硅片表面的线痕高度为5μm,首先将多晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的多晶硅片放入质量浓度5%的HF溶液中浸泡1200s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有CuSO4、H2O2和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:0.01mol/L,5.0mol/L,0.1mol/L,刻蚀温度为90℃,刻蚀时间为10min,刻蚀后采用质量浓度为68%的硝酸溶液对其清洗10min,清洗温度为 20℃,之后采用质量浓度为5%的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为5min,清洗温度为 45℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得凹坑状结构织化的硅片,硅片平均反射率为9.1%。
实施例9:铜催化刻蚀硅制备凹坑状结构织化的绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的单晶硅片为原料,且该金刚石线切割的单晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为40nm,硅片表面的线痕高度为5μm,首先将单晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的单晶硅片放入质量浓度8%的HF溶液中浸泡800s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有CuSO4、H2O2和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:2mol/L,0.1mol/L,10mol/L,刻蚀温度为95℃,刻蚀时间为5min,刻蚀后采用质量浓度为25%的硝酸溶液对其清洗10min,清洗温度为90℃,之后采用质量浓度为5%的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为5min,清洗温度为90℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得凹坑状结构织化的硅片,硅片平均反射率为7.1%。
图4显示为本实施例的金刚线切割单晶硅表面凹坑状结构制绒后SEM表征图,由图看出绒面的结构为凹坑状。
实施例10:铜催化刻蚀硅制备正金字塔结构织化的绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的多晶硅片为原料,且该金刚石线切割的多晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为40nm,硅片表面的线痕高度为5μm,首先将多晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的多晶硅片放入质量浓度6%的HF溶液中浸泡900s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有Cu(NO3)2、FeCl3和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:0.001 mol/L,0.2 mol/L,10mol/L,刻蚀温度为45℃,刻蚀时间为30min,刻蚀后采用质量浓度为25%的硝酸溶液对其清洗10min,清洗温度为 20℃,之后采用质量浓度为5%的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为 5min,清洗温度为 45℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得正金字塔结构织化的硅片,硅片平均反射率为9.4%。
图5显示了本实施例的硅片表面制备的正金字塔结构织化的绒面的SEM表征图。
实施例11:铜催化刻蚀硅制备正金字塔结构织化的绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的多晶硅片为原料,且该金刚石线切割的多晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为40nm,硅片表面的线痕高度为5μm,首先将多晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的多晶硅片放入质量浓度6%的HF溶液中浸泡900s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有Cu(NO3)2、FeCl3和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:0.2mol/L,2mol/L,5mol/L,刻蚀温度为95℃,刻蚀时间为30min,刻蚀后采用质量浓度为25%的硝酸溶液对其清洗10min,清洗温度为 25℃,之后采用质量浓度为5%的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为 5min,清洗温度为80℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得正金字塔结构织化的硅片,硅片平均反射率为8.2%。
实施例12:铜催化刻蚀硅制备正金字塔结构织化的绒面的方法,具体操作如下:
以金刚线切割的多晶硅片为原料,且该金刚石线切割的多晶硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为40nm,硅片表面的线痕高度为5μm,首先将多晶硅片进行预处理清洗,即将金刚石线切割的多晶硅片放入质量浓度6%的HF溶液中浸泡900s,然后再用去离子水进行超声清洗,将清洗后的金刚石线切割硅片放入含有Cu(NO3)2、H2CrO4和HF的混合溶液中进行表面刻蚀,其浓度分别为:0.1mol/L,0.01mol/L,10mol/L,刻蚀温度为95℃,刻蚀时间为30min,刻蚀后采用质量浓度为25%的硝酸溶液对其清洗10min,清洗温度为 25℃,之后采用质量浓度为5%的氢氟酸溶液对硅片进行清洗,清洗时间为 5min,清洗温度为80℃,去离子水清洗刻蚀后硅片即可获得正金字塔结构织化的硅片,硅片平均反射率为8.0%。
Claims (7)
1.一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法,其特征在于具体包括以下步骤:
(1)将金刚石线切割后的硅片进行清洗预处理;
(2)将步骤(1)预处理后的硅片放入含有金属铜盐、氧化剂和刻蚀剂的刻蚀液中,进行铜催化化学刻蚀反应,在硅片表面刻蚀出不同结构的绒面,其中金属铜盐为Cu(NO3)2、CuCl2、CuSO4中的一种,氧化剂为H2O2、HNO3、H2CrO4、FeCl3溶液中的一种,刻蚀剂为HF,其中正金字塔结构的刻蚀液为 HF-Cu(NO3)2-FeCl3或HF-Cu(NO3)2-H2CrO4,且刻蚀液中各成分的浓度为HF 0.1 ~10 mol/L,Cu(NO3)2 0.001~0.2 mol/L,FeCl3或H2CrO4 0.01~2 mol/L,倒金字塔结构的刻蚀液为 HF-Cu(NO3)2-H2O2,且刻蚀液中各成分的浓度为 HF 0.1~10 mol/L,Cu(NO3)2 0.01~0.4 mol/L,H2O2 0.5~5.0 mol/L,蠕虫状织化表面结构的刻蚀液为 HF-CuCl2-H2O2,且刻蚀液中各成分的浓度为 HF 0.1~10 mol/L,CuCl2 0.01~5mol/L, H2O2 0.2~5.0mol/L,凹坑型织化表面结构的刻蚀液为HF-CuSO4-H2O2,且刻蚀液中各成分的浓度为HF0.1~10mol/L,CuSO4 0.01~5 mol/L,H2O2 0.1~5.0 mol/L;
(3)依次用硝酸溶液、氢氟酸溶液和去离子水清洗刻蚀后的硅片,分别除去硅片表面残留的金属粒子、氧化层和化学残留,即在硅表面制得形貌不同的绒面。
2.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法,其特征在于:步骤(1)的硅片为单晶硅片或多晶硅片。
3.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法,其特征在于:步骤(1)中金刚石线切割硅片后的硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为1~100nm,硅片表面的线痕高度为1~10μm。
4.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法,其特征在于:步骤(1)的清洗预处理为将金刚石线切割后硅片放入质量浓度为1~10%的HF 溶液中浸泡60~1800s,然后再用去离子水进行超声清洗。
5.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法,其特征在于:步骤(2)中铜催化化学刻蚀反应的温度为15~95℃,刻蚀时间为5~600min。
6.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法,其特征在于:步骤(3)中硝酸的质量浓度为5~68%,硝酸清洗的时间为1~30min,清洗温度为 15~90℃。
7.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法,其特征在于:步骤(3)中氢氟酸的质量浓度为1~10%,硝酸清洗的时间为1~30min,清洗温度为 15~90℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710939709.1A CN107887458A (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710939709.1A CN107887458A (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107887458A true CN107887458A (zh) | 2018-04-06 |
Family
ID=61781279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710939709.1A Pending CN107887458A (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107887458A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109087853A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-12-25 | 昆明理工大学 | 一种铜催化刻蚀制绒硅片表面圆滑处理的方法 |
| CN109666972A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-23 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种制备单晶硅倒金字塔绒面的方法 |
| CN111394796A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-10 | 苏州晶瑞化学股份有限公司 | 一种单晶硅片制绒剂及利用该制绒剂进行制绒的方法 |
| CN111607399A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-09-01 | 苏州美法光电科技有限公司 | 一种用于硅片晶圆再生技术的表层腐蚀液制备方法 |
| CN115579409A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-01-06 | 昆明理工大学 | 一种硅片表面的倒金字塔绒面结构的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090007127A (ko) * | 2007-07-13 | 2009-01-16 | 주식회사 케이피이 | 계면 활성제 및 산 용액 습식식각 방법을 이용한 삼결정실리콘의 태양전지 제조방법 |
| CN103928542A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-16 | 陕西师范大学 | 一种硅系太阳能电池和其制备方法与制备装置以及其表面结构 |
| CN204311157U (zh) * | 2014-08-06 | 2015-05-06 | 中国科学院物理研究所 | 用于太阳能电池的硅片 |
| CN104900509A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-09-09 | 苏州旦能光伏科技有限公司 | 金刚石线切割硅片的表面处理方法及制绒方法 |
| CN105543979A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 奥特斯维能源(太仓)有限公司 | 一种金属催化金刚线切割多晶硅片的湿法制绒工艺 |
-
2017
- 2017-10-11 CN CN201710939709.1A patent/CN107887458A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090007127A (ko) * | 2007-07-13 | 2009-01-16 | 주식회사 케이피이 | 계면 활성제 및 산 용액 습식식각 방법을 이용한 삼결정실리콘의 태양전지 제조방법 |
| CN103928542A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-16 | 陕西师范大学 | 一种硅系太阳能电池和其制备方法与制备装置以及其表面结构 |
| CN204311157U (zh) * | 2014-08-06 | 2015-05-06 | 中国科学院物理研究所 | 用于太阳能电池的硅片 |
| CN104900509A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-09-09 | 苏州旦能光伏科技有限公司 | 金刚石线切割硅片的表面处理方法及制绒方法 |
| CN105543979A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 奥特斯维能源(太仓)有限公司 | 一种金属催化金刚线切割多晶硅片的湿法制绒工艺 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109087853A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-12-25 | 昆明理工大学 | 一种铜催化刻蚀制绒硅片表面圆滑处理的方法 |
| CN109666972A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-23 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种制备单晶硅倒金字塔绒面的方法 |
| CN111394796A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-10 | 苏州晶瑞化学股份有限公司 | 一种单晶硅片制绒剂及利用该制绒剂进行制绒的方法 |
| CN111394796B (zh) * | 2020-03-30 | 2021-04-30 | 苏州晶瑞化学股份有限公司 | 一种单晶硅片制绒剂及利用该制绒剂进行制绒的方法 |
| CN111607399A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-09-01 | 苏州美法光电科技有限公司 | 一种用于硅片晶圆再生技术的表层腐蚀液制备方法 |
| CN115579409A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-01-06 | 昆明理工大学 | 一种硅片表面的倒金字塔绒面结构的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104900509B (zh) | 金刚石线切割硅片的表面处理方法及制绒方法 | |
| KR101962469B1 (ko) | 결정질 실리콘 태양전지의 텍스쳐 구조의 제조방법 | |
| JP6392866B2 (ja) | 結晶シリコン太陽電池の表面テクスチャ構造及びその製造方法 | |
| CN107887458A (zh) | 一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法 | |
| CN106935669B (zh) | 一种金刚线切片多晶黑硅的制绒方法 | |
| CN102220645B (zh) | 一种金刚线切割硅片的制绒方法 | |
| CN104393118A (zh) | 将制绒与清洗分步进行的晶硅太阳能电池湿化学处理方法 | |
| CN106119976B (zh) | 多晶黑硅制绒用扩孔酸液的添加剂及其应用 | |
| CN104505437B (zh) | 一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理液、制绒预处理方法和制绒预处理硅片及其应用 | |
| CN102097526B (zh) | 一种晶体硅rie制绒的表面损伤层清洗工艺 | |
| CN106024988B (zh) | 一步法湿法黑硅制备以及表面处理方法 | |
| CN103441182B (zh) | 太阳能电池的绒面处理方法及太阳能电池 | |
| CN104962998A (zh) | 基于金刚线切割的硅片的制绒预处理方法及硅片制绒方法 | |
| CN104966762B (zh) | 晶体硅太阳能电池绒面结构的制备方法 | |
| CN106098810B (zh) | 一种晶体硅太阳能电池绒面结构的制备方法 | |
| CN102593268A (zh) | 采用绒面光滑圆整技术的异质结太阳电池清洗制绒方法 | |
| CN107039241A (zh) | 一种超薄硅的化学切割方法 | |
| CN103400901B (zh) | 一种太阳能电池表面的二次腐蚀制绒工艺 | |
| CN106340446B (zh) | 一种湿法去除金刚石线切割多晶硅片表面线痕的方法 | |
| CN104962999A (zh) | 基于金刚线切割的硅片的制绒方法、硅片制绒品及硅片制绒预处理液 | |
| CN106684174A (zh) | 一种多晶硅片的表面制绒方法 | |
| CN111105995B (zh) | 一种单晶硅片的清洗及制绒方法 | |
| CN102856434B (zh) | 一种正方形硅纳米孔阵列的制备方法 | |
| CN105826410B (zh) | 一种消除金刚线切割痕迹的多晶硅制绒方法 | |
| CN109087853B (zh) | 一种铜催化刻蚀制绒硅片表面圆滑处理的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180406 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |