專利名稱：快速調(diào)節(jié)多晶制絨減薄量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)硅片制絨減薄量的方法，特別涉及一種快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈，2009年中國(guó)內(nèi)地多晶硅產(chǎn)量超過(guò)了兩萬(wàn)噸，太陽(yáng)能電池產(chǎn)量超過(guò)了 4000兆瓦，連續(xù)3年成為全球太陽(yáng)能電池的第一大國(guó)。制絨是處理硅片的一種工藝方法，硅太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)的首道工序，按硅原料分類狀況可分為單晶制絨與多晶制絨，按腐蝕液的酸堿性可分為酸制絨與堿制絨。制絨的主要目的包括增加光子吸收、去除表面玷污、去除硅片表面的機(jī)械損傷層等。減薄量是制絨過(guò)程中硅片減重量的表征。多晶酸制絨時(shí)，需要控制硅片的減薄量在工藝范圍之內(nèi)，以兼顧去損傷層和表面絨貌。若硅片減薄量過(guò)小，則硅片在切割過(guò)程中產(chǎn)生的損傷層將去除不完全，硅片表面殘留的缺陷與雜質(zhì)將過(guò)多，從而增加了少子復(fù)合的機(jī)率，降低少子壽命，最終導(dǎo)致成品電池片的效率降低；若硅片的減薄量過(guò)大，則硅片與酸的反應(yīng)過(guò)度，絨貌形成較差，對(duì)入射光的反射率增加，從而影響成品電池片效率，同時(shí)生產(chǎn)電池片時(shí)碎片也會(huì)增加?，F(xiàn)有技術(shù)中控制減薄量的方法有調(diào)整機(jī)器帶速、手動(dòng)添加酸液(或者暫停自動(dòng)添加酸液)、調(diào)整反應(yīng)液溫度等方法。通過(guò)調(diào)整機(jī)器帶速可以控制硅片在酸液中的反應(yīng)時(shí)間， 從而控制硅片的減薄量，但調(diào)整機(jī)器帶速會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生很大影響；通過(guò)手動(dòng)添加酸液(或者暫停自動(dòng)添加酸液)，可以改變酸液的濃度，從而控制硅片與酸液的反應(yīng)速率，但由于反應(yīng)機(jī)理限制，酸液濃度的變化對(duì)硅片減薄量的影響具有滯后效應(yīng)，直觀表現(xiàn)調(diào)整硅片減薄量的速度較慢；通過(guò)改變反應(yīng)液的溫度，可以改變硅片與酸液的反應(yīng)速率，但同樣由于反應(yīng)機(jī)理限制，溫度的變化對(duì)硅片減薄量的影響具有滯后效應(yīng)，調(diào)整硅片減薄量的速度較慢，同時(shí)絨貌的形成也受較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足提供一種快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是本發(fā)明包括一種快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法，通過(guò)調(diào)節(jié)酸制絨過(guò)程的中間產(chǎn)物HNO2的濃度來(lái)調(diào)節(jié)硅片與酸液的反應(yīng)速率，從而調(diào)節(jié)硅片的減薄量。上述快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法為在酸液中加入NO氣體或H2A液體來(lái)調(diào)節(jié)酸制絨過(guò)程的中間產(chǎn)物HNO2的濃度，從而調(diào)節(jié)硅片的減薄量。上述快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法為在酸液中加入NO氣體來(lái)提高酸制絨過(guò)程的中間產(chǎn)物HNO2的濃度，從而增加硅片的減薄量。上述快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法為在酸液中加入H2A液體來(lái)降低酸制絨過(guò)程的中間產(chǎn)物HNO2的濃度，從而降低硅片的減薄量。上述快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法為通過(guò)在制絨機(jī)的制絨槽體底部均勻設(shè)置進(jìn)氣、進(jìn)液小孔，控制加入氣體及液體與槽內(nèi)液體的混合程度來(lái)調(diào)節(jié)硅片的減薄量。上述快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法，當(dāng)制絨機(jī)以每小時(shí)0-3500片速度進(jìn)硅片時(shí)，減薄量增加或減少0. 01-0. 1克的時(shí)間為小于等于5分鐘。多晶酸制絨主要反應(yīng)原理包括1、硅的氧化硝酸將硅氧化成二氧化硅 Si+4HN03 = Si02+4N02+2H202、二氧化硅的溶解二氧化硅生成以后，很快與氫氟酸反應(yīng)
Si02+6HF二H2「SiF6J +IR2O研究發(fā)現(xiàn)在第1部分硅的氧化部分中，硅片與酸會(huì)生成中間產(chǎn)物HNO2，其濃度決定硅片的反應(yīng)速率，因?yàn)镠NO2對(duì)反應(yīng)具有自催化的效果。通過(guò)改變HNO2的濃度，可以直接快速控制硅片與酸液的反應(yīng)速率，從而迅速控制硅片與酸反應(yīng)的程度(宏觀表現(xiàn)即為硅片的減薄量)。由于NO與NO2水溶液在低溫下(溫度較高時(shí)HNO2會(huì)分解)可以發(fā)生如下反應(yīng)生成_ N0+N02+H20 = 2HN02在較低工作溫度下發(fā)生上述反應(yīng)，生產(chǎn)ΗΝ02。由于同等條件下酸槽中含有更多的 NO2氣體，故可以在槽體中通入NO氣體，促進(jìn)上述反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)增加HNO2濃度。H2O2可以通過(guò)以下反應(yīng)將HNA氧化為HNO3 HN02+H202 = H2CHHNO3故可以在制絨槽體中通入H2A液體，發(fā)生上述反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)降低HNO2濃度。因而可以在酸液中通入NO或者H2A來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)HNO2濃度的快速控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)硅片減薄量的快速控制。硅片減薄量過(guò)低，可以在酸液中加入一定量的NO氣體，從而提高HNO2的濃度，進(jìn)而加快硅片與酸液的反應(yīng)速率，最終增加硅片的減薄量；硅片減薄量過(guò)高，可以在酸液中加入一定量的H2A液體，從而降低HNO2的濃度，進(jìn)而減緩硅片與酸液的反應(yīng)速率，最終降低硅片的減薄量。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)⑴操作方便、成本低廉；⑵加入NO氣體或者H2A液體能快速調(diào)節(jié)HNO2的濃度，進(jìn)而快速調(diào)節(jié)硅片的減薄量；C3)有效降低因調(diào)整硅片減薄量對(duì)產(chǎn)量和后續(xù)工藝的影響。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1)制絨機(jī)以每小時(shí)500片速度進(jìn)片，當(dāng)減薄量比工藝控制范圍低0. Olg時(shí)，在固定溫度與酸液自動(dòng)添加量不變的情況下，以120ml/s的速度加入NO氣體，0. 5min可將減薄量調(diào)節(jié)至工藝控制范圍之內(nèi)。(實(shí)施例2)制絨機(jī)以每小時(shí)500片速度進(jìn)片，當(dāng)減薄量比工藝控制范圍高0. Ig時(shí)，在固定溫度與酸液自動(dòng)添加量不變的情況下，以20ml/s的速度加入H2A液體，3min可將減薄量調(diào)節(jié)至工藝控制范圍之內(nèi)。(實(shí)施例3)制絨機(jī)以每小時(shí)觀00片速度進(jìn)片，當(dāng)減薄量比工藝控制范圍高0. 04g時(shí)，在固定溫度與酸液自動(dòng)添加量不變的情況下，以30ml/s的速度加入H2A液體，2. 5min可將減薄量調(diào)節(jié)至工藝控制范圍之內(nèi)。(實(shí)施例4)制絨機(jī)以每小時(shí)觀00片速度進(jìn)片，當(dāng)減薄量比工藝控制范圍低0. 04g時(shí)，在固定溫度與酸液自動(dòng)添加量不變的情況下，以120ml/s的速度加入NO氣體，5min可將減薄量調(diào)節(jié)至工藝控制范圍之內(nèi)。(實(shí)施例5)制絨機(jī)以每小時(shí)3000片速度進(jìn)片，當(dāng)減薄量比工藝控制范圍高0. 03g時(shí)，在固定溫度與酸液自動(dòng)添加量不變的情況下，以20ml/s的速度加入H2A液體，2min可將減薄量調(diào)節(jié)至工藝控制范圍之內(nèi)。(實(shí)施例6)制絨機(jī)以每小時(shí)3500片速度進(jìn)片，當(dāng)減薄量比工藝控制范圍低0. Olg時(shí)，在固定溫度與酸液自動(dòng)添加量不變的情況下，以90ml/s的速度加入NO氣體，Imin可將減薄量調(diào)節(jié)至工藝控制范圍之內(nèi)。(實(shí)施例7)制絨機(jī)以每小時(shí)3500片速度進(jìn)片，當(dāng)減薄量比工藝控制范圍高0. Ig時(shí)，在固定溫度與酸液自動(dòng)添加量不變的情況下，以20ml/s的速度加入H2A液體，5min可將減薄量調(diào)節(jié)至工藝控制范圍之內(nèi)。工藝條件相同情況下，調(diào)節(jié)0. 03g的減薄量，不同調(diào)節(jié)方法產(chǎn)生的影響
權(quán)利要求
1.一種快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法，其特征在于通過(guò)調(diào)節(jié)酸制絨過(guò)程的中間產(chǎn)物HNO2的濃度來(lái)調(diào)節(jié)硅片與酸液的反應(yīng)速率，從而調(diào)節(jié)硅片的減薄量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法，其特征在于在酸液中加入NO氣體或H2A液體來(lái)調(diào)節(jié)酸制絨過(guò)程的中間產(chǎn)物HNO2的濃度，從而調(diào)節(jié)硅片的減薄量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法，其特征在于在酸液中加入NO氣體來(lái)提高酸制絨過(guò)程的中間產(chǎn)物HNO2的濃度，從而增加硅片的減薄量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法，其特征在于在酸液中加入H2A液體來(lái)降低酸制絨過(guò)程的中間產(chǎn)物HNO2的濃度，從而降低硅片的減薄量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法，其特征在于通過(guò)在制絨機(jī)的制絨槽體底部均勻設(shè)置進(jìn)氣、進(jìn)液小孔，控制加入氣體及液體與槽內(nèi)液體的混合程度來(lái)調(diào)節(jié)硅片的減薄量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法，其特征在于當(dāng)制絨機(jī)以每小時(shí)0-3500片速度進(jìn)硅片時(shí)，調(diào)節(jié)減薄量增加或減少0.01-0. 1克的時(shí)間為小于等于 5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快速調(diào)節(jié)多晶酸制絨減薄量的方法，該方法通過(guò)調(diào)節(jié)酸制絨過(guò)程的中間產(chǎn)物HNO2的濃度來(lái)調(diào)節(jié)硅片與酸液的反應(yīng)速率，從而調(diào)節(jié)硅片的減薄量，有效降低現(xiàn)有控制減薄量的方法中調(diào)整機(jī)器帶速、手動(dòng)添加酸液(或者暫停自動(dòng)添加酸液)、調(diào)整反應(yīng)液溫度等方法對(duì)產(chǎn)量及后續(xù)工序的影響，該方法操作簡(jiǎn)易、成本低廉、加入NO氣體或者H2O2液體能快速調(diào)節(jié)HNO2的濃度，進(jìn)而快速調(diào)節(jié)硅片的減薄量。
文檔編號(hào)C30B33/10GK102479868SQ201010558410
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者張海益, 沈策, 聶佳相 申請(qǐng)人:浙江貝盛光伏股份有限公司