CN102286785B - 一种用于制备单晶硅太阳电池绒面的腐蚀液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制备单晶硅太阳电池绒面的腐蚀液，以重量计，包括：(a)碱：1~10%；(b)硅酸钠：3~15%；(c)1,3,5-环己烷三醇：5~20%；余量为水。本发明的腐蚀液可以保证绒面大小与均匀性，制备出的绒面大小及均匀性与IPA体系的相当，可以应用于单晶硅制绒体系中，具有积极的现实意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种腐蚀液，具体涉及一种用于制备单晶硅太阳电池绒面的腐蚀液，用来制备太阳电池的绒面结构。
背景技术
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在所有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳电池中，硅太阳电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时硅太阳电池相比其他类型的太阳能电池有着优异的电学性能和机械性能；其中，单晶硅太阳电池更是占据了绝大部分的市场份额。
目前，常规的单晶硅太阳电池的生产工艺包括：制绒，扩散，绝缘，镀膜，丝印烧结。其中，制绒是在硅太阳电池表面制备绒面结构，以提高其减反性能，其对电池效率具有非常直接的作用。
目前用于制备单晶硅太阳电池绒面的腐蚀液普遍采用的是异丙醇（IPA）体系。然而，实际应用发现，异丙醇体系存在如下问题：(1) 由于异丙醇体系易挥发，不稳定，因此在制绒过程中需要补液，增加了制备步骤；(2) 采用异丙醇体系的制绒时间较长，成本较高；(3) 使用异丙醇体系的制绒过程较难控制、重复性差；因而不适于产业化生产。
发明内容
本发明目的是提供一种用于制备单晶硅太阳电池绒面的腐蚀液，以制备高性能的单晶硅太阳电池绒面结构。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于制备单晶硅太阳电池绒面的腐蚀液，以重量计，包括：
(a) 碱：1~10%；
(b) 硅酸钠：3~15%；
(c) 1,3,5-环己烷三醇：5~20%；
余量为水。
上述技术方案中，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
上述技术方案中，还包括烷基合成醇烷氧基化合物，以重量计，含量为0.1~0.3%。
上文中，所述烷基合成醇烷氧基化合物是一类具有高效稳定的硬表面润湿能力与较强的消泡能力的RP系列的一种，如RP120、RP100等。
采用本发明的腐蚀液进行制绒时，可以采用如下步骤：
(1) 将放入腐蚀液制绒前的单晶硅片，用碱液（如NaOH溶液）去除损伤层；
(2) 将上述硅片放入用本发明的腐蚀液中进行制绒，体系最高温度可达到99℃，制绒的最短时间不足10min。
上述制绒过程中，补液只需添加碱液即可，即每5~8小时需添加1~5kg的碱。所述单晶硅片可以为p型或n型单晶硅片，单晶硅的尺寸为125mm×125mm或156mm×156mm。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1．本发明的腐蚀液可以保证绒面大小与均匀性，制备出的绒面大小及均匀性与IPA体系的相当，可以应用于单晶硅制绒体系中，具有积极的现实意义。
2．本发明的腐蚀液体系沸点较高、稳定性好，制备绒面过程中基本无挥发性的损耗，因而可以缩短其制绒时间，制绒时间相对传统的IPA体系可缩短10~15min，可进一步降低成本和提升产能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
一种用于制备单晶硅太阳电池绒面的腐蚀液，以重量计，包括：
(a) 氢氧化钠：2%；
(b) 硅酸钠：4%；
(c) 1,3,5-环己烷三醇：6%；
余量为水。
首先在制绒槽中添加溶质质量分数为2wt%的NaOH，4wt%的NaSiO3和溶质质量分数为6wt%的1,3,5-环己烷三醇，将其加热并保持在98℃；然后将156mm×156mm的单晶p型硅片在质量分数为20wt%的NaOH溶液中抛光去损伤层1min，去离子水清洗；最后放入上述腐蚀液中，腐蚀的时间为9min，硅片制绒前后腐蚀掉的质量差为0.6g，连续制绒18批次，均可得到大小和均匀性差不多的绒面（其中需要每完成一片硅片制绒，对应需补1g固体NaOH），而且此种体系腐蚀液与常规的IPA腐蚀体系制备出的单晶绒面相当，金字塔大小差不多在5~10um，反射率在11~13%。
实施例二
一种用于制备单晶硅太阳电池绒面的腐蚀液，以重量计，包括：
(a) 氢氧化钠：1.5%；
(b) 硅酸钠：4.5%；
(c) 1,3,5-环己烷三醇：5%；
(d) 烷基合成醇烷氧基化合物：0.1%；
余量为水。
首先，在制绒槽中添加质量分数为1.5wt%的NaOH，4.5wt%的NaSiO3和溶质质量分数为5wt%的1,3,5-环己烷三醇、烷基合成醇烷氧基化合物（1,3,5-环己烷三醇与烷基合成醇烷氧基化合物的体积比为50:1），将温度加热并保持在90℃；然后将156mm×156mm的单晶p型硅片在质量分数为20wt%的NaOH溶液中抛光去损伤层1min，去离子水清洗；最后放入制绒液中，腐蚀的时间为12min，硅片制绒前后腐蚀掉的质量差为0.8g，连续制绒15批次，均可得到大小和均匀性差不多的绒面（其中需要每完成一片硅片制绒，对应需补1g固体NaOH），而且此种体系腐蚀液与常规的IPA腐蚀体系制备出的单晶绒面相当，金字塔大小差不多在5~10um，反射率在11~13%。
对比例一
目前，常规的制绒腐蚀液为IPA体系，以质量计，包括：
(a) 氢氧化钠：1.5%；
(b) 硅酸钠：4.5%；
(c) IPA：5%；余量为水。
首先，在制绒槽中添加质量分数为1.5wt%的NaOH，4.5wt%的NaSiO3和溶液体积分数为5vol%的IPA，将温度加热并保持在80℃；然后将156mm×156mm的单晶p型硅片在质量分数为20wt%的NaOH溶液中抛光去损伤层1min，去离子水清洗；最后放入制绒液中，腐蚀的时间为25min，硅片制绒前后腐蚀掉的质量差为0.9g，连续制绒10批次，得到的绒面效果越来越差，最差的绒面反射率在15~20%（其中只是每完成一片硅片制绒，对应补1g固体NaOH），只有继续添加相应质量分数的IPA后，其制备出的单晶绒面效果才得以恢复正常。
Claims (3)
1.一种用于制备单晶硅太阳电池绒面的腐蚀液，其特征在于，以重量计，包括：
(a) 碱：1~10%；
(b) 硅酸钠：3~15%；
(c) 1,3,5-环己烷三醇：5~20%；
余量为水。
2.根据权利要求1所述的用于制备单晶硅太阳电池绒面的腐蚀液，其特征在于：所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
3.根据权利要求1所述的用于制备单晶硅太阳电池绒面的腐蚀液，其特征在于：还包括烷基合成醇烷氧基化合物，以重量计，含量为0.1~0.3%。
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