本發明涉及一種多晶硅太陽能電池制絨的預處理方法，尤其涉及一種金剛線切割多晶硅片的制絨預處理方法，屬于多晶硅太陽能電池領域。
背景技術：
：隨著光伏產業的大力發展，促使很多學者和企業對太陽能電池每個生產環節的成本都要嚴格控制。多晶硅片目前是做太陽能電池片的主要材料，現有的多晶硅錠切片廠家主要采用砂漿切割的方法，而單晶硅目前所采用的方式為金剛線切割方法。金剛線切割比砂漿切割有很大優勢：(1)大幅度提高硅錠的有效率，金剛線切割比砂漿切割切縫小；(2)環保；(3)切割后的硅粉回收利用率高。然而帶來的缺點也很致命，金剛線切割的多晶硅片，其光折射率比普通砂漿切割的折射率高4～6％，這也使金剛線切割的多晶硅片，制作成電池以后轉換效率降低，無法滿足市場需求。降低金剛線切割多晶硅片的折射率的方法有幾種，申請公布號CN104328503A的專利提出用濕法對多晶硅片進行處理，可以降低折射率；申請公布號CN105679882A提出用熱處理的方法對多晶硅片進行處理，也可降低折射率；本發明提出一種全新的方式，采用濕氧氧化和固相結晶相結合的方式，可有效的降低折射率，提高電池的轉換效率。硅的熱氧化工藝根據其氣氛不同主要分為三種：干氧氧化、水汽氧化和濕氧氧化。本發明所采用的濕氧氧化是采用高純氧氣和高溫水蒸汽結合，與高溫的硅進行反應，與表面因金剛線切割而形成的切割紋多晶硅進行反應，形成一層可去除的SiO2薄膜，反應原理如下：Si(固態)+O2(氣態)→SiO2(固態)Si(固態)+2H2O(汽態)→SiO2(固態)+2H2(氣態)硅的濕氧氧化形成的SiO2薄膜需要通過再結晶技術，目前的再結晶技術主要有四種：固相晶化法、區熔再結晶、激光再結晶、金屬誘導橫向晶化法。本發明采用固相晶化法，使氧化形成的非晶硅薄膜再結晶，形成一定尺寸和取向的晶粒，為最后提高太陽能電池的轉換效率奠定基礎。技術實現要素：本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種金剛線切割多晶硅片的制絨預處理方法及制絨方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種金剛線切割多晶硅制絨的預處理方法，該方法包括以下步驟：(1)將金剛線切割好的多晶硅片置于酸溶液中進行浸泡處理，處理溫度為0℃～30℃，處理時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；所述的酸溶液為將濃度為20vol％的氫氟酸、30vol％的鹽酸、20vol％的硝酸按照溶液體積比2:1:1混合后得到的溶液；；(2)對清洗烘干后的多晶硅片放入連續式電阻爐中升溫，升溫至終點溫度后，向連續式電阻爐中持續通入氧氣和水蒸氣的混合氣體，保溫1～10分鐘；(3)將步驟(2)處理后的多晶硅片自然冷卻至室溫，然后置于酸溶液中進行酸洗，酸洗溫度為0℃～30℃，酸洗時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；所述的酸溶液為將濃度為20vol％的氫氟酸、30vol％的鹽酸、20vol％的硝酸按照溶液體積比2:1:1混合后得到的溶液；(4)將步驟(3)中得到的多晶硅片放入真空退火爐中升溫，保溫，停爐自然冷卻，完成制絨前的預處理；其中所述步驟(2)中升溫方式為:勻速升溫至600℃～1200℃，升溫時間為1200秒。其中所述步驟(2)中的混合氣體中氧氣的體積分數為5％～95％。其中所述步驟(4)中升溫方式為:勻速升溫至600℃～1100℃，升溫時間為1800秒，保溫時間為2小時～10小時，真空退火爐的真空度保持在1Pa以下。其中所述DI水的電阻率不小于8MΩ·cm。本發明還提供一種金剛線切割多晶硅片的制絨方法，包括上述的預處理方法，以及將預處理后的多晶硅片在混合酸溶液中酸洗制絨；所述的混合酸溶液為將濃度為20vol％的氫氟酸、30vol％的鹽酸按照溶液體積比2:1混合后得到的溶液，制絨時間為120秒。本發明的有益效果是：本發明改變了消除金剛線切割多晶硅片的傳統思路，采用氧化處理、晶化處理的方法，使帶有切割紋的多晶硅片表面發生氧化反應，先變成非晶薄膜，再通過再結晶技術使其變成晶體硅，完全消除了金剛線切割多晶硅片表面的切割紋，有效降低了多晶硅片的反射率，增大了其做成太陽能電池的轉換效率。具體實施方式一種金剛線切割的多晶硅太陽能電池的預處理方法，該方法大體分為：清洗—濕氧氧化—清洗—固相晶化—制絨。下面結合實施例對本發明作進一步說明。實施例1一種金剛線切割的多晶硅太陽能電池的預處理方法，采用金剛線切割的P型156多晶硅片作為材料，平均分成a、A兩組，其中a組按傳統制絨方法，A組按本發明方法處理。分別處理后測試折射率，再做成太陽能電池測量電參數。A組的處理方法為：(1)氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合，將多晶硅片放入溶液中處理，處理溫度為0℃，處理時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(2)將步驟(1)得到的多晶硅片放入連續電阻爐中加熱到600℃，加熱時間為1200秒；(3)向步驟(2)中的連續電阻爐中通入氧氣和水蒸氣的混合氣體，其中氧氣體積分數為5％，時長為60秒，；(4)將步驟(3)得到的多晶硅片放入混合酸(氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合)溶液中酸洗，酸洗時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(5)將步驟(4)中得到的多晶硅片放入真空退火爐中加熱到600℃，加熱時間為1800秒，真空度為1Pa，保溫2小時；(6)停爐緩慢自然冷卻；(7)將步驟(6)得到的多晶硅片放入混合酸溶液(氫氟酸和鹽酸體積濃度為20％、30％，按照體積比2:1混合)中制絨，制絨時間為120秒；實施例2一種金剛線切割的多晶硅太陽能電池的預處理方法，采用金剛線切割的P型156多晶硅片作為材料，平均分成b、B兩組，其中b組按傳統制絨方法，B組按本發明方法處理。分別處理后測試折射率，再做成太陽能電池測量電參數。B組的處理方法為：(1)氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合，將多晶硅片放入溶液中處理，處理溫度為30℃，處理時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(2)將步驟(1)得到的多晶硅片放入連續電阻爐中加熱到1200℃，加熱時間為1200秒；(3)向步驟(2)中的連續電阻爐中通入氧氣和水蒸氣的混合氣體，其中氧氣體積分數為95％，時長為600秒，；(4)將步驟(3)得到的多晶硅片放入混合酸(氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合)溶液中酸洗，酸洗時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(5)將步驟(4)中得到的多晶硅片放入真空退火爐中加熱到1100℃，加熱時間為1800秒，真空度為1Pa，保溫10小時；(6)停爐緩慢自然冷卻；(7)將步驟(6)得到的多晶硅片放入混合酸溶液(氫氟酸和鹽酸濃度為20vol％、30vol％，按照體積比2:1混合)中制絨，制絨時間為120秒；實施例3一種金剛線切割的多晶硅太陽能電池的預處理方法，采用金剛線切割的P型156多晶硅片作為材料，平均分成d、D兩組，其中d組按傳統制絨方法，D組按本發明方法處理。分別處理后測試折射率，再做成太陽能電池測量電參數。D組的處理方法為：(1)氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合，將多晶硅片放入溶液中處理，處理溫度為30℃，處理時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(2)將步驟(1)得到的多晶硅片放入連續電阻爐中加熱到1200℃，加熱時間為1200秒；(3)向步驟(2)中的連續電阻爐中通入氧氣和水蒸氣的混合氣體，其中氧氣體積分數為5％，時長為600秒，；(4)將步驟(3)得到的多晶硅片放入混合酸(氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合)溶液中酸洗，酸洗時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(5)將步驟(4)中得到的多晶硅片放入真空退火爐中加熱到1100℃，加熱時間為1800秒，真空度為1Pa，保溫2小時；(6)停爐緩慢自然冷卻；(7)將步驟(6)得到的多晶硅片放入混合酸溶液(氫氟酸和鹽酸濃度為20vol％、30vol％，按照體積比2:1混合)中制絨，制絨時間為120秒；實施例4一種金剛線切割的多晶硅太陽能電池的預處理方法，采用金剛線切割的P型156多晶硅片作為材料，平均分成e、E兩組，其中e組按傳統制絨方法，E組按本發明方法處理。分別處理后測試折射率，再做成太陽能電池測量電參數。E組的處理方法為：(1)氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合，將多晶硅片放入溶液中處理，處理溫度為0℃，處理時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(2)將步驟(1)得到的多晶硅片放入連續電阻爐中加熱到1200℃，加熱時間為1200秒；(3向步驟(2)中的連續電阻爐中通入氧氣和水蒸氣的混合氣體，其中氧氣體積分數為5％，時長為60秒，；(4)將步驟(3)得到的多晶硅片放入混合酸(氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合)溶液中酸洗，酸洗時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(5)將步驟(4)中得到的多晶硅片放入真空退火爐中加熱到600℃，加熱時間為1800秒，真空度為1Pa，保溫10小時；(6)停爐緩慢自然冷卻；(7)將步驟(6)得到的多晶硅片放入混合酸溶液(氫氟酸和鹽酸濃度為20vol％、30vol％，按照體積比2:1混合)中制絨，制絨時間為120秒；實施例5一種金剛線切割的多晶硅太陽能電池的預處理方法，采用金剛線切割的P型156多晶硅片作為材料，平均分成f、F兩組，其中e組按傳統制絨方法，F組按本發明方法處理。分別處理后測試折射率，再做成太陽能電池測量電參數。F組的處理方法為：(1)氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合，將多晶硅片放入溶液中處理，處理溫度為30℃，處理時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(2)將步驟(1)得到的多晶硅片放入連續電阻爐中加熱到600℃，加熱時間為1200秒；(3向步驟(2)中的連續電阻爐中通入氧氣和水蒸氣的混合氣體，其中氧氣體積分數為5％，時長為600秒，；(4)將步驟(3)得到的多晶硅片放入混合酸(氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合)溶液中酸洗，酸洗時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(5)將步驟(4)中得到的多晶硅片放入真空退火爐中加熱到600℃，加熱時間為1800秒，真空度為1Pa，保溫10小時；(6)停爐緩慢自然冷卻；(7)將步驟(6)得到的多晶硅片放入混合酸溶液(氫氟酸和鹽酸濃度為20vol％、30vol％，按照體積比2:1混合)中制絨，制絨時間為120秒；實施例6一種金剛線切割的多晶硅太陽能電池的預處理方法，采用金剛線切割的P型156多晶硅片作為材料，平均分成g、G兩組，其中e組按傳統制絨方法，G組按本發明方法處理。分別處理后測試折射率，再做成太陽能電池測量電參數。G組的處理方法為：(1)氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合，將多晶硅片放入溶液中處理，處理溫度為15℃，處理時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(2)將步驟(1)得到的多晶硅片放入連續電阻爐中加熱到800℃，加熱時間為1200秒；(3向步驟(2)中的連續電阻爐中通入氧氣和水蒸氣的混合氣體，其中氧氣體積分數為50％，時長為600秒，；(4)將步驟(3)得到的多晶硅片放入混合酸(氫氟酸、鹽酸、硝酸濃度分別為20vol％、30vol％、20vol％，按照溶液體積比2:1:1混合)溶液中酸洗，酸洗時間為300秒，之后用DI水清洗120秒，清洗后烘干；(5)將步驟(4)中得到的多晶硅片放入真空退火爐中加熱到1000℃，加熱時間為1800秒，真空度為1Pa，保溫6小時；(6)停爐緩慢自然冷卻；(7)將步驟(6)得到的多晶硅片放入混合酸溶液(氫氟酸和鹽酸濃度為20vol％、30vol％，按照體積比2:1混合)中制絨，制絨時間為120秒；最終得到實測數據為下表：樣品aAbBdD折射率28.922.129.121.229.321.6轉換效率17.118.316.918.616.718.5樣品eEfFgG折射率29.221.729.021.428.722.1轉換效率16.718.517.018.517.018.6綜上，本發明方法制作的多晶硅片的折射率比傳統方法平均降低6％，制作成太陽能電池后轉換效率約提高2％。上述實施例用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明做出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。當前第1頁1 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