CN102839427A - 单晶硅片制绒无醇添加剂及其使用方法 - Google Patents

单晶硅片制绒无醇添加剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单晶硅片制绒无醇添加剂及其使用方法，其由三异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种、苯甲酸钠和水组成，三组分的质量比为10~40:5~10:100；该无醇添加剂的使用方法为：按照三组分质量比为10~40:5~10:100加入到重量百分含量为1~3%的氢氧化钠水溶液中得无醇制绒液，三组分质量总和与氢氧化钠水溶液的质量比为0.1~10:100，将单晶硅片浸入到无醇制绒液中进行制绒，制绒温度为75~85℃，制绒时间为12~18min。采用该无醇添加剂及其使用方法，可降低制绒液COD值，减少废液处理成本，且绒面金字塔尺寸细小，可达到1~3μm且分布均匀，硅片反射率小于11%。

Description

单晶硅片制绒无醇添加剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种单晶硅片制绒无醇添加剂及其使用方法。
背景技术
单晶硅片的绒面通常是利用碱性腐蚀液（如氢氧化钠、氢氧化钾等）对硅片表面进行腐蚀而形成。碱性腐蚀液对硅片的不同晶面具有不同的腐蚀速率，对（111）晶面腐蚀较慢，对（100）晶面腐蚀较快。因此，当利用将碱性腐蚀液对硅片进行腐蚀时，由于这种各向异性特性，会在硅片表面形成金字塔结构。
制绒添加剂，是指在单晶硅太阳能电池的制绒工艺过程中，添加有利于反应结果和产品性能的化学助剂。
目前，工业生产中常用的制绒液由氢氧化钠、硅酸钠、异丙醇、去离子水等组成。这种制绒液的制绒效果并不是十分理想，存在金字塔尺寸大，一般为10-15μm，硅片腐蚀量大，制绒稳定性不佳等问题。无醇制绒添加剂则具有腐蚀量可控，无片篮印、手指印、白斑以及水痕印，绒面金字塔尺寸范围为1-3μm等优点，此外其独特的优点还在于大幅减少制绒工艺中有机溶剂如异丙醇、乙醇等的用量甚至使用量降为零，降低废液的COD值，提升产品的环保性。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明提供了一种单晶硅片制绒无醇添加剂及其使用方法，该制绒添加剂COD值低，制备所得的硅片表面金字塔覆盖率高、尺寸均匀且反射率高。
本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种单晶硅片制绒无醇添加剂，由三异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种、苯甲酸钠和水组成。
其进一步的技术方案为：
所述三异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种、苯甲酸钠与水的质量比为10~40:5~10:100。
所述水为去离子水。
所述的单晶硅片制绒无醇添加剂的使用方法，包括如下步骤：
（1）将氢氧化钠溶于去离子水中制备得重量百分含量为1~3%的氢氧化钠水溶液； 
（2）将三异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种、苯甲酸钠和水按质量比为10~40:5~10:100加入到（1）中所述的氢氧化钠水溶液中，得无醇制绒液；其中所述三异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种、苯甲酸钠和水的质量总和与氢氧化钠水溶液的质量比为0.1~10:100。
所述单晶硅片制绒无醇添加剂中选用重量百分含量为1.5%的氢氧化钠水溶液，且所述三异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种、苯甲酸钠和水的质量总和与氢氧化钠水溶液的质量比为2~8:100。
所述的单晶硅片制绒无醇添加剂的使用方法为：将单晶硅片浸入到所述无醇制绒液中进行制绒，制绒温度为75~85℃，制绒时间为12~18min。
本发明的有益效果为：采用本添加剂及其使用方法后，与含醇类添加剂相比，可以大量降低化学品消耗成本，消除挥发性醇类气体在生产中的危害，降低制绒液COD值，减少废液处理成本，使制绒过程更加环保，且绒面金字塔尺寸细小，分布均匀，硅片反射率低。此外本发明具有无毒性，无腐蚀性，无刺激性，对人体和环境无危害，并且添加剂配制和使用工艺简单，设备低廉，重复性好。
附图说明
图1是实施例1得到的硅片表面绒面的扫描电镜平面照片。
图2是实施例1得到的硅片表面绒面的反射光谱。
具体实施方式
以下以详细的具体实施方式举例说明本发明所述单晶硅片制绒无醇添加剂及其使用方法，但本发明不限于下述实施例。其中表1为单晶硅片制绒无醇添加剂的组成及用量，表2为该单晶硅片制绒无醇添加剂的使用条件和使用效果。
表1  单晶硅片制绒无醇添加剂的组成及用量
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
二异丙醇胺/g —— —— 10 20 25
三异丙醇胺/g 20 30 —— 20 ——
苯甲酸钠/g 8 10 5 8 6
水/g 100 100 100 100 100
表2  单晶硅片制绒无醇添加剂的使用条件和使用效果
按照表1和表2中所述配方进行单晶硅片制绒无醇添加剂及对其进行应用，制备步骤如下（以实施例1为例）：1）配制单晶硅片制绒无醇添加剂： 以100g去离子水为溶剂，将20g三异丙醇胺、8g苯甲酸钠溶解于去离子水中；2）配制氢氧化钠水溶液：将15g氢氧化钠溶解于去离子水中，得到1000g 1.5%的氢氧化钠水溶液；3）配制单晶硅片制绒液：在2）中所述1000g氢氧化钠水溶液中加入80g的1）中所述单晶硅片制绒无醇添加剂；4）将单晶硅片浸入3）中所述单晶硅片制绒液中进行表面制绒，制绒温度为80℃，制绒时间为15min。
图1给出了得到的硅片表面绒面的扫描电镜平面照片，从图中可以看到硅片表面形成了均匀覆盖的金字塔，金字塔覆盖率高，尺寸较小，约为1-3μm。图2给出制绒后硅片表面绒面的反射光谱，从图中可以看到，本发明得到的硅片表面绒面的反射率较低，350-1050nm波长范围内的积分反射率低于11%。

Claims (6)

1.一种单晶硅片制绒无醇添加剂，其特征在于：由三异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种、苯甲酸钠和水组成。
2.根据权利要求1所述的单晶硅片制绒无醇添加剂，其特征在于：所述三异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种、苯甲酸钠与水的质量比为10~40:5~10:100。
3.根据权利要求1所述的单晶硅片制绒无醇添加剂，其特征在于：所述水为去离子水。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的单晶硅片制绒无醇添加剂的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将氢氧化钠溶于去离子水中制备得重量百分含量为1~3%的氢氧化钠水溶液； 
（2）将三异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种、苯甲酸钠和水按质量比为10~40:5~10:100加入到（1）中所述的氢氧化钠水溶液中，得无醇制绒液；其中所述三异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种、苯甲酸钠和水的质量总和与氢氧化钠水溶液的质量比为0.1~10:100。
5.根据权利要求4所述的单晶硅片制绒无醇添加剂的使用方法，其特征在于：所述单晶硅片制绒无醇添加剂中选用重量百分含量为1.5%的氢氧化钠水溶液，且所述三异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种、苯甲酸钠和水的质量总和与氢氧化钠水溶液的质量比为2~8:100。
6.根据权利要求5所述的单晶硅片制绒无醇添加剂的使用方法，其特征在于：将单晶硅片浸入到所述无醇制绒液中进行制绒，制绒温度为75~85℃，制绒时间为12~18min。
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