一种金属离子辅助非硝酸抛光方法
阅读说明：本技术 一种金属离子辅助非硝酸抛光方法 (Metal ion-assisted non-nitric acid polishing method ) 是由 常洪进 刘宇琛 万鹏 侯成成 管自生 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及单晶硅太阳能电池技术领域,且公开了一种金属离子辅助非硝酸抛光方法,包括以下步骤：S1：配置抛光液：依次将硝酸银溶液1.5ml/L-5ml/L,有机酸0.1-5％,氟氢化铵0.5-5％,双氧水10-40％以及其他组分溶解到余量的去离子水中,混合均匀；S2：加热抛光：将S1中得到的抛光液加热到55～70℃,将单晶制绒片置入抛光液中进行抛光,抛光时间为90-360s以内；S3：清洗：将S2中抛光完毕的单晶制绒片进行清洗。该金属离子辅助非硝酸抛光方法,能够解决目前反射率低,稳定性差,消耗量大的问题。(The invention relates to the technical field of monocrystalline silicon solar cells, and discloses a metal ion-assisted non-nitric acid polishing method, which comprises the following steps: s1: preparing a polishing solution: dissolving 1.5-5 ml/L silver nitrate solution, 0.1-5% organic acid, 0.5-5% ammonium bifluoride, 10-40% hydrogen peroxide and other components in the balance of deionized water in sequence, and mixing uniformly; s2: heating and polishing: heating the polishing solution obtained in the step S1 to 55-70 ℃, and putting the single crystal texturing sheet into the polishing solution for polishing within 90-360 seconds; s3: cleaning: and cleaning the polished monocrystal flocking sheet in the step S2. The metal ion-assisted non-nitric acid polishing method can solve the problems of low reflectivity, poor stability and high consumption at present.)
技术领域
本发明涉及单晶硅太阳能电池技术领域，具体为一种金属离子辅助非硝酸抛光方法。
背景技术
局部接触背钝化(PERC)太阳能电池，是目前逐渐在市场上流行起来的一种高效太阳能电池，其核心是在硅片的背面用氧化铝和氮化硅覆盖，以起到钝化表面、提高长波响应的作用，从而提升电池的转换效率的目的。而刻蚀后硅片的反射率的均匀性决定了背钝化镀膜的均匀性，同时也决定了激光开孔率及大小的均匀性，因此刻蚀在整个PERC电池生产过程中起着举足轻重的作用。
目前主流使用链式机氢氟酸/硝酸混酸背抛光工艺，其步骤在于：①硅片漂浮在氢氟酸/硝酸组成的刻蚀液上，去除背面及边缘的磷硅玻璃(PSG)，同时对背面进行抛光；②通过NaOH水溶液去除多孔硅以及中和硅片表面的酸液；③经过氢氟酸水溶液去除硅片正面的磷硅玻璃。目前这种酸抛工艺存在三个方面的问题：①反射率在30％～35％很难提高，稳定性差；②刻蚀过程中氢氟酸/硝酸的耗量大，废液的处理难且价格昂贵：③产生的废液对环境产生很大的危害。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种金属离子辅助非硝酸抛光方法，具备提高反射面的优点，解决了目前反射率低，稳定性差，消耗量大的问题。
(二)技术方案
为实现提高反射面的目的，本发明提供如下技术方案：一种金属离子辅助非硝酸抛光方法，包括以下步骤：
S1：配置抛光液：依次将硝酸银溶液1.5ml/L-5ml/L，有机酸0.1-5％，氟氢化铵0.5-5％，双氧水10-40％以及其他组分溶解到余量的去离子水中，混合均匀；
S2：加热抛光：将S1中得到的抛光液加热到55～70℃，将单晶制绒片置入抛光液中进行抛光，抛光时间为90-360s以内；
S3：清洗：将S2中抛光完毕的单晶制绒片进行清洗。
优选的，所述有机酸包括柠檬酸、乙酸、乙醇酸、苹果酸、乳酸和草酸。
优选的，所述抛光液包括以下质量百分含量的组分：柠檬酸：0.1-1％，氟氢化铵0.5-5％，双氧水10-40％，Ag+浓度维持在1.5ml/L-5ml/L的硝酸银和余量的去离子水。
优选的，所述抛光液包括以下质量百分含量的组分：乙酸：0.5-5％，氟氢化铵0.5-5％，双氧水10-40％，Ag+浓度维持在1.5ml/L-5ml/L的硝酸银和余量的去离子水。
优选的，所述抛光液包括以下质量百分含量的组分：乙醇酸：0.1-1％，氟氢化铵0.5-5％，双氧水10-40％，Ag+浓度维持在1.5ml/L-5ml/L的硝酸银和余量的去离子水。
优选的，所述抛光液包括以下质量百分含量的组分：苹果酸：0.1-1％，氟氢化铵0.5-5％，双氧水10-40％，Ag+浓度维持在1.5ml/L-5ml/L的硝酸银和余量的去离子水。
优选的，所述抛光液包括以下质量百分含量的组分：乳酸：0.5-5％，氟氢化铵0.5-5％，双氧水10-40％，Ag+浓度维持在1.5ml/L-5ml/L的硝酸银和余量的去离子水。
优选的，所述抛光液包括以下质量百分含量的组分：草酸：0.5-3％，氟氢化铵0.5-5％，双氧水10-40％，Ag+浓度维持在1.5ml/L-5ml/L的硝酸银和余量的去离子水。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种金属离子辅助非硝酸抛光方法，具备以下有益效果：
该金属离子辅助非硝酸抛光方法，本发明的抛光液所用组分安全稳定，不容易造成污染，且该抛光液可在控制硅片减重的前提下显著提高硅片表面的反射能力，可以获得适宜的反应时间，使得抛光后所获得的单晶制绒片微观均匀且更加平坦，同时抛光液消耗少。
附图说明
图1为本发明提出的一种金属离子辅助非硝酸抛光方法中单晶制绒片抛光前的绒面微结构示意图；
图2为本发明提出的一种金属离子辅助非硝酸抛光方法中单晶制绒片在不同有机酸下抛光后的绒面微结构示意图；
图3为本发明提出的一种金属离子辅助非硝酸抛光方法中理想配比下单晶制绒片抛光前后的波长-反射率曲线对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-3，一种金属离子辅助非硝酸抛光方法，包括以下步骤：
S1：配置抛光液：依次将柠檬酸0.5％，硝酸银溶液3ml/L，氟氢化铵2％，双氧水30％，溶解到余量的去离子水中，混合均匀，氟氢化铵中的HF2-具有更快的刻蚀速率，而柠檬酸具有良好的金属离子螯合作用，位于α碳上的羟基在相邻三个羧基的共同作用下，性质较为活泼，具有较强的还原性且易溶于水，适用于酸性环境，二者搭配使用在抛光过程中效果理想；
S2：加热抛光：将S1中得到的抛光液加热到65℃，将单晶制绒片置入抛光液中进行抛光，抛光时间为150s以内；
S3：清洗：将S2中抛光完毕的单晶制绒片进行清洗。
实施例2
请参阅图1-3，一种金属离子辅助非硝酸抛光方法，包括以下步骤：
S1：配置抛光液：依次将柠檬酸0.5％，硝酸银溶液3ml/L，氟氢化铵2％，双氧水30％，溶解到余量的去离子水中，混合均匀；
S2：加热抛光：将S1中得到的抛光液加热到65℃，将单晶制绒片置入抛光液中进行抛光，抛光时间为150s以内；
S3：清洗：将S2中抛光完毕的单晶制绒片进行清洗。
实施例3
请参阅图1-3，一种金属离子辅助非硝酸抛光方法，包括以下步骤：
S1：配置抛光液：依次将乙醇酸0.5％，硝酸银溶液3ml/L，氟氢化铵2％，双氧水30％，溶解到余量的去离子水中，混合均匀；
S2：加热抛光：将S1中得到的抛光液加热到65℃，将单晶制绒片置入抛光液中进行抛光，抛光时间为150s以内；
S3：清洗：将S2中抛光完毕的单晶制绒片进行清洗。
实施例4
请参阅图1-3，一种金属离子辅助非硝酸抛光方法，包括以下步骤：
S1：配置抛光液：依次将苹果酸0.5％，硝酸银溶液3ml/L，氟氢化铵2％，双氧水30％，溶解到余量的去离子水中，混合均匀；
S2：加热抛光：将S1中得到的抛光液加热到65℃，将单晶制绒片置入抛光液中进行抛光，抛光时间为150s以内；
S3：清洗：将S2中抛光完毕的单晶制绒片进行清洗。
实施例5
请参阅图1-3，一种金属离子辅助非硝酸抛光方法，包括以下步骤：
S1：配置抛光液：依次将乳酸0.5％，硝酸银溶液3ml/L，氟氢化铵2％，双氧水30％，溶解到余量的去离子水中，混合均匀；
S2：加热抛光：将S1中得到的抛光液加热到65℃，将单晶制绒片置入抛光液中进行抛光，抛光时间为150s以内；
S3：清洗：将S2中抛光完毕的单晶制绒片进行清洗。
实施例6
请参阅图1-3，一种金属离子辅助非硝酸抛光方法，包括以下步骤：
S1：配置抛光液：依次将草酸0.5％，硝酸银溶液3ml/L，氟氢化铵2％，双氧水30％，溶解到余量的去离子水中，混合均匀；
S2：加热抛光：将S1中得到的抛光液加热到65℃，将单晶制绒片置入抛光液中进行抛光，抛光时间为150s以内；
S3：清洗：将S2中抛光完毕的单晶制绒片进行清洗。
对比例一：
目前常规酸抛光氢氟酸加硝酸方法：将氢氟酸和硝酸溶于1L去离子水中，以得到1000g酸性抛光液。
表1各组处理后的单晶硅片的反射率结果对比
从表1可以看到，与传统的氢氟酸/硝酸背抛体系对比，不同的有机酸(柠檬酸、乙酸、乙醇酸、苹果酸、乳酸、草酸)与硝酸银、双氧水、氟氢化铵搭配都可以达到提高背抛光后硅片的反射率的目的，背面高反射率可以更好的改善背钝化镀膜的均匀性及了激光开孔率及大小的均匀性，从而达到提高PERC电池的电化学性能的效果。
综上所述，该金属离子辅助非硝酸抛光方法，本发明的抛光液所用组分安全稳定，不容易造成污染，且该抛光液可在控制硅片减重的前提下显著提高硅片表面的反射能力，可以获得适宜的反应时间，使得抛光后所获得的单晶制绒片微观均匀且更加平坦，同时抛光液消耗少。
需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。