CN102586887A

CN102586887A - 一种低反射率单晶硅制绒添加剂

Info

Publication number: CN102586887A
Application number: CN2012100691744A
Authority: CN
Inventors: 屈盛
Original assignee: SUZHOU FIRSTTEX PHOTOVOLTAIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU FIRSTTEX PHOTOVOLTAIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2012-07-18

Abstract

一种低反射率单晶硅制绒添加剂，它涉及晶体硅太阳电池生产的技术领域，具体涉及一种低反射率单晶硅制绒添加剂。它的配方组份为：三聚磷酸钠、丁基萘磺酸钠和去离子水。它应用于单晶硅片的绒面制作时，单晶硅片的表面反射率在400nm-1100nm的波长范围内的平均值可以由目前的10％左右下降到8％以下，并且可以获得均匀、细小、密集的绒面金字塔，因此，可以提高晶体硅太阳电池的光电转换效率，并有利于晶体硅太阳电池的工艺稳定，具有较好的实用价值。

Description

一种低反射率单晶硅制绒添加剂

技术领域：

本发明涉及晶体硅太阳电池生产的技术领域，具体涉及一种低反射率单晶硅制绒添加剂。

背景技术：

太阳能是一种清洁的、可持续能源，而太阳能光伏发电技术则是利用太阳能的重要途径，它不仅可以将太阳能直接转化为电能，而且转换过程中无任何机械转动或移动，也不会放出气体和气味，因此，得到了世界各国政府的大力扶持。而晶体硅太阳电池是光伏发电技术领域的主角。到目前为止，晶体硅太阳电池占据整个光伏市场的90％以上。然而，当前制约晶体硅太阳电池广泛普及的重要瓶颈是发电成本太高，与传统的火力发电相比尚不具备竞争力。因此，晶体硅太阳电池的发展方向是降低成本和提高光电转换效率。而提高光电转换效率，实际上也是降低太阳电池的发电成本。例如，假设晶体硅太阳电池转换效率由15％提高到17％，则实际发电量可提高13.5％，相应发电成本可降低13.5％，可见提高太阳电池的转换效率是降低其发电成本的非常有效的方法。

而提高晶体硅太阳电池光电转换效率的一种有效途径是降低硅片的表面反射率。表面反射率越低，意味着越多的光线被硅片吸收，也就有越多的光能被转化为电能，太阳电池光电转换效率也就越高。工业化生产的晶体硅太阳电池通常采用湿法腐蚀的办法在硅片表面制作绒面，以降低硅片表面反射率，提高太阳电池的光电转换效率。单晶硅片的绒面制作通常采用氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液进行腐蚀，并且采用异丙醇或乙醇作为辅助剂，以消除反应中产生的氢气泡。这样往往在硅片表面形成随机分布的绒面金字塔，其尺寸在微米的量级。这种的绒面金字塔可以有效地降低硅片的表面反射率。其作用原理是，当光线入射到硅片表面后，会受到相邻近金字塔的多次反射，从而降低表面反射率，增加硅片对光的吸收。目前，单晶硅太阳电池的工业化生产中，单晶硅片经过绒面制作后，其表面反射率在400nm-1100nm波长范围内的平均值在10％-11％之间。由金字塔降低表面反射率的作用原理可以知道，硅片表面反射率的高低与光线被金字塔反射的次数有关系，也即与绒面金字塔的疏密程度有关系。理论上讲，绒面金字塔越密，光线被反射的次数也就越多，硅片的表面反射率也就越低。因此，在晶体硅太阳电池的绒面制作过程中，如果有一种化学试剂，相比异丙醇(或乙醇)，可以增加绒面金字塔的疏密程度，则可以进一步降低硅片的表面反射率，从而提高晶体硅太阳电池的光电转换效率。

发明内容：

本发明的目的是提供一种低反射率单晶硅制绒添加剂。它应用于单晶硅片的绒面制作时，单晶硅片的表面反射率在400nm-1100nm的波长范围内的平均值可以由目前的10％左右下降到8％以下，并且可以获得均匀、细小、密集的绒面金字塔，因此，可以提高晶体硅太阳电池的光电转换效率，并有利于晶体硅太阳电池的工艺稳定，具有较好的实用价值。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：低反射率单晶硅制绒添加剂的配方组份为三聚磷酸钠、丁基萘磺酸钠和去离子水。

所述的三聚磷酸钠浓度在5wt％-10wt％之间，所述的丁基萘磺酸钠浓度在1wt％-5wt％之间。

所述的低反射率单晶硅制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，单晶硅片的表面反射率在400nm-1100nm的波长范围内的平均值可以由目前的10％左右下降到8％以下。

所述的低反射率单晶硅制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，可以获得均匀、细小、密集的绒面金字塔，金字塔尺寸在1-3μm之间。

所述的低反射率单晶硅制绒添加剂其应用于单晶硅片的绒面制作时，需要将其加入到硅片的腐蚀液中，其所占腐蚀液的体积比例为0.1v/v％-5.0v/v％之间。

所述的硅片的表面反射率与加入到腐蚀液中的添加剂的量有关系，加入的量越大，表面反射率越低。

所述的低反射率单晶硅制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，硅片的腐蚀液为氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，而且氢氧化钠(钾)的浓度在0.5wt％-3.0wt％之间。

所述的低反射率单晶硅制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，腐蚀液的温度在70℃-85℃之间，硅片的腐蚀时间在15-30分钟之间。

所述的低反射率单晶硅制绒添加剂应用于大批量单晶硅片的绒面制作时，每批制绒后，需要适量补充。

所述的一种低反射率单晶硅制绒添加剂应用于大批量单晶硅片的绒面制作时，每批制绒后，需要往腐蚀液中适量补充氢氧化钠或氢氧化钾。

本发明采用了新的化学配方，配方中的三聚磷酸钠和丁基萘磺酸钠均为表面活性剂，具有表面活性剂所特有的润湿、渗透、乳化、分散和去污性能，通过它们的协同作用，相比异丙醇和乙醇，可以进一步增加绒面金字塔的疏密程度，从而进一步降低硅片的表面反射率，提高晶体硅太阳电池的光电转换效率。具有较好的实用价值。

附图说明：

图1为具体实施方式实例一所得到的单晶硅绒面的表面反射率谱线；

图2为具体实施方式实例一所得到的单晶硅绒面的扫描电子显微镜图像。

具体实施方式：

本具体实施方式是采用以下技术方案：低反射率单晶硅制绒添加剂的配方组份为三聚磷酸钠、丁基萘磺酸钠和去离子水，它应用于单晶硅片的绒面制作时，单晶硅片的表面反射率在400nm-1100nm的波长范围内的平均值可以由目前的10％左右下降到8％以下。

本具体实施方式具体实例如下：

实例一、三聚磷酸钠、丁基萘磺酸钠和去离子水配制成低反射率单晶硅制绒添加剂，三聚磷酸钠的浓度为8wt％，丁基萘磺酸钠浓度为2wt％。然后将低反射率单晶硅制绒添加剂加入到浓度为1.2wt％的氢氧化钠的水溶液中，低反射率单晶硅制绒添加剂所占总溶液的体积比例为1.5v/v％。然后将此溶液加热到80℃，再将面积为125mm×125mm、厚度约为200微米的单晶硅片放入溶液中进行腐蚀制绒，腐蚀时间为20分钟，然后将硅片取出、清洗、烘干，再进行测量。所得硅片的表面反射率如附图1所示。由附图1可知，所得的硅片的表面反射率在400nm-1100nm的波长范围内的平均值为7.98％左右。所得硅片的绒面金字塔如附图2的电子显微镜图像所示。由附图2可知，所得的绒面金字塔均匀、细小、密集，金字塔尺寸在3μm左右。

实例二、三聚磷酸钠、丁基萘磺酸钠和去离子水配制成低反射率单晶硅制绒添加剂，三聚磷酸钠的浓度为6wt％，丁基萘磺酸钠浓度为4wt％。然后将低反射率单晶硅制绒添加剂加入到浓度为1.2wt％的氢氧化钠的水溶液中，低反射率单晶硅制绒添加剂所占总溶液的体积比例为2.0v/v％。然后将此溶液加热到80℃，再将200片面积为125mm×125mm、厚度约为200微米的单晶硅片放入溶液中进行腐蚀制绒，腐蚀时间为20分钟，然后将硅片取出、清洗、烘干。往溶液中补充氢氧化钠150克后，再放入200片单晶硅片进行制绒。重复以上过程，直至制绒30批单晶硅片(每批200片)。

以上具体实施实例一和实例二具有以下有益效果：

一、采用本发明的低反射率单晶硅制绒添加剂进行单晶硅片的绒面制作时，单晶硅片的表面反射率在400nm-1100nm的波长范围内的平均值可以由目前的10％以左右下降到8％以下，从而可以进一步提高晶体硅太阳电池的光电转换效率，具有较好的实用价值。

二、采用本发明的低反射率单晶硅制绒添加剂进行单晶硅片的绒面制作时，可以获得均匀、细小、密集的绒面金字塔，有利于晶体硅太阳电池的工艺稳定，具有较好的实用价值。

Claims

1.一种低反射率单晶硅制绒添加剂，其特征在于它的配方组份为：三聚磷酸钠、丁基萘磺酸钠和去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种低反射率单晶硅制绒添加剂，其特征在于所述的三聚磷酸钠浓度在5wt％-10wt％之间，所述的丁基萘磺酸钠浓度在1wt％-5wt％之间。

3.根据权利要求1所述的一种低反射率单晶硅制绒添加剂，其特征在于其应用于单晶硅片的绒面制作时，单晶硅片的表面反射率在400nm-1100nm的波长范围内的平均值可以由目前的10％左右下降到8％以下。

4.根据权利要求1所述的一种低反射率单晶硅制绒添加剂，其特征在于其应用于单晶硅片的绒面制作时，可以获得均匀、细小、密集的绒面金字塔，金字塔尺寸在1-3μm之间。

5.根据权利要求1所述的一种低反射率单晶硅制绒添加剂，其特征在于其应用于单晶硅片的绒面制作时，需要将其加入到硅片的腐蚀液中，其所占腐蚀液的体积比例为0.1v/v％-5.0v/v％之间。

6.根据权利要求5所述的一种低反射率单晶硅制绒添加剂，其特征在于硅片的表面反射率与加入到腐蚀液中的添加剂的量有关系，加入的量越大，表面反射率越低。

7.根据权利要求5所述的一种低反射率单晶硅制绒添加剂，其特征在于其应用于单晶硅片的绒面制作时，硅片的腐蚀液为氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，而且氢氧化钠(钾)的浓度在0.5wt％-3.0wt％之间。

8.根据权利要求5所述的一种低反射率单晶硅制绒添加剂，其特征在于其应用于单晶硅片的绒面制作时，腐蚀液的温度在70℃-85℃之间，硅片的腐蚀时间在15-30分钟之间。

9.根据权利要求1所述的一种低反射率单晶硅制绒添加剂，其特征在于其应用于大批量单晶硅片的绒面制作时，每批制绒后，需要适量补充。

10.根据权利要求1所述的一种低反射率单晶硅制绒添加剂，其特征在于其应用于大批量单晶硅片的绒面制作时，每批制绒后，需要往腐蚀液中适量补充氢氧化钠或氢氧化钾。