CN103451739A - 单晶硅片制绒添加剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单晶硅片制绒添加剂，其组分包括：聚乙二醇、苯甲酸钠、柠檬酸、水解聚马来酸酐、乙酸钠和余量的水。本发明还提供一种用于单晶硅片制绒的制绒液，其含有碱溶液和上述制绒添加剂，所述制绒添加剂与碱溶液的质量比为0.2～5:100，所述碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液。本发明还提供一种单晶硅片的制绒方法，利用上述制绒液对单晶硅片进行表面制绒。上述单晶硅片制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，不需要使用大量的异丙醇或乙醇，大量降低制绒液的化学需氧量，并且可以获得均匀、细小、密集的绒面金字塔，因此，可以降低制绒成本，减少环境污染，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

单晶硅片制绒添加剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及单晶硅片制绒添加剂及其使用方法。

背景技术

在太阳电池片制备过程中，为了提高太阳电池的性能和效率，需要在硅片表面制作绒面，有效的绒面结构可以使得入射太阳光在硅片表面进行多次反射和折射，改变入射光在硅中的前进方向。一方面，延长了光程，从而增加了硅片对红外光的吸收率；另一方面，使得更多的光子在靠近pn结附近的区域被吸收产生光生载流子，这些光生载流子更容易被收集，因此增加了光生载流子的收集效率。

目前常规制绒工艺一般采用氢氧化钠或氢氧化钾，并添加适当异丙醇和硅酸钠的混合溶液进行制绒。其缺点是：制绒时间较长，制绒金字塔大而不均匀，对原始硅片表面状态要求高，化学品消耗也比较大，并且溶液寿命短，制绒重复性差，异丙醇等挥发量很大，需要不断调液，操作难度高，从而带来制绒外观不良率很高，电池片转换效率较低等问题。

为了解决常规制绒工艺带来的技术难题，需要寻找一种辅助制绒用的催化剂，使得化学反应均匀进行，溶液浓度和反应速度可控性更好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单晶硅片制绒添加剂及其使用方法，该单晶硅片制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，不需要使用大量的异丙醇或乙醇，大量降低制绒液的化学需氧量，并且可以获得均匀、细小、密集的绒面金字塔，因此，可以降低制绒成本，减少环境污染，有利于晶体硅太阳电池的工艺稳定，具有较好的实用价值。

为实现上述目的，本发明提供一种单晶硅片制绒添加剂，其组分包括：聚乙二醇、苯甲酸钠、柠檬酸、水解聚马来酸酐、乙酸钠和余量的水。

优选的，所述单晶硅片制绒添加剂中各组分的质量百分含量为：聚乙二醇1%～20%，苯甲酸钠0.1%～2.0%，柠檬酸1.0%～5.0%，水解聚马来酸酐1.0%～5.0%，乙酸钠0.1%～1.0%，余量为水。

优选的，所述水为去离子水。

本发明还提供一种用于单晶硅片制绒的制绒液，其含有碱溶液和上述单晶硅片制绒添加剂，所述单晶硅片制绒添加剂与碱溶液的质量比为0.2～5:100，所述碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液。

优选的，所述碱溶液为0.5～3wt％的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。

本发明还提供一种单晶硅片的制绒方法，利用上述制绒液对单晶硅片进行表面制绒。

优选的，所述表面制绒的制绒温度为75～90℃，制绒时间为500～1500s。

上述单晶硅片的制绒方法的具体步骤包括：

1）配置制绒添加剂：将质量百分比为1%～20%的聚乙二醇、0.1%～2.0%的苯甲酸钠、1.0%～5.0%的柠檬酸、1.0%～5.0%的水解聚马来酸酐、0.1%～1.0%的乙酸钠加入到余量的水中，混合均匀配成制绒添加剂；其中水优选为去离子水；

2）配置制绒液：将步骤1）制成的制绒添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成制绒液；所述制绒添加剂与碱溶液的质量比为0.2～5:100；所述碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液，优选为0.5～3wt％的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液；

3）将单晶硅片浸入步骤2）制得的制绒液中进行表面制绒，制绒温度为75～90℃，制绒时间为500～1500s。

采用上述制绒添加剂和上述制绒方法对硅片表面进行制绒后，硅片整面色泽均匀，在硅片表面形成均匀覆盖的金字塔，尺寸约为1～6μm。

本发明的优点和有益效果在于：提供一种单晶硅片制绒添加剂及其使用方法，该单晶硅片制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，不需要使用大量的异丙醇或乙醇，大量降低制绒液的化学需氧量，并且可以获得均匀、细小、密集的绒面金字塔，因此，可以降低制绒成本，减少环境污染，有利于晶体硅太阳电池的工艺稳定，具有较好的实用价值。

采用本制绒添加剂及使用方法制绒后，绒面金字塔尺寸细小，分布均匀，提高了电池片的成品率并增大了电池片的填充因子，提高了太阳电池片的光电转换效率。此外，本发明的制绒添加剂不含异丙醇或乙醇，无毒性，无腐蚀性，无刺激性，无燃烧和爆炸危险，还可以避免环境污染；并且，制绒添加剂的制造和使用工艺简单，设备低廉，重复性好。

附图说明

图1是本发明实施例3得到的硅片表面绒面的扫描电镜平面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施的技术方案是：

实施例1

一种单晶硅片的制绒方法，采取如下工艺步骤：

1）配置制绒添加剂：将1g聚乙二醇-600、0.1g苯甲酸钠、1g柠檬酸、1g水解聚马来酸酐、0.1g乙酸钠，加入去离子水中，得到100g制绒添加剂溶液。

2）配置制绒液：将250g的NaOH溶于去离子水中，得到50kg碱溶液；将步骤1）制成的100g制绒添加剂溶于碱溶液中，得到制绒液。

3）制绒：将单晶硅片浸入步骤2）制得的制绒液中进行表面制绒，制绒温度为75℃，制绒时间为1500s。

实施例2

一种单晶硅片的制绒方法，采取如下工艺步骤：

1）配置制绒添加剂：将20g聚乙二醇-200、2g苯甲酸钠、5g柠檬酸、5g水解聚马来酸酐、1g乙酸钠，加入去离子水中，得到100g制绒添加剂溶液。

2）配置制绒液：将60g的NaOH溶于去离子水中，得到2kg碱溶液；将步骤1）制成的100g制绒添加剂溶于碱溶液中，得到制绒液。

3）制绒：将单晶硅片浸入步骤2）制得的制绒液中进行表面制绒，制绒温度为90℃，制绒时间为500s。

实施例3

一种单晶硅片的制绒方法，采取如下工艺步骤：

1）配置制绒添加剂：将15g聚乙二醇-400、1g苯甲酸钠、2.5g柠檬酸、3g水解聚马来酸酐、0.5g乙酸钠，加入去离子水，得到100g制绒添加剂溶液。

2）配置制绒液：将100g的KOH溶于去离子水中，得到10kg碱溶液；将步骤1）制成的100g制绒添加剂溶于碱溶液中，得到制绒液。

3）制绒：将单晶硅片浸入步骤2）制得的制绒液中进行表面制绒，制绒温度为80℃，制绒时间为700s。

图1给出了本实施例3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，大约为1～4μm。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.单晶硅片制绒添加剂，其特征在于，其组分包括：聚乙二醇、苯甲酸钠、柠檬酸、水解聚马来酸酐、乙酸钠和余量的水。

2.根据权利要求1所述的单晶硅片制绒添加剂，其特征在于，所述单晶硅片制绒添加剂中各组分的质量百分含量为：聚乙二醇1%～20%，苯甲酸钠0.1%～2.0%，柠檬酸1.0%～5.0%，水解聚马来酸酐1.0%～5.0%，乙酸钠0.1%～1.0%，余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的单晶硅片制绒添加剂，其特征在于，所述水为去离子水。

4.用于单晶硅片制绒的制绒液，其特征在于，其含有碱溶液和权利要求1-3中任意一项的单晶硅片制绒添加剂，所述单晶硅片制绒添加剂与碱溶液的质量比为0.2～5:100，所述碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液。

5.根据权利要求4所述用于单晶硅片制绒的制绒液，其特征在于，所述碱溶液为0.5～3wt％的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。

6.单晶硅片的制绒方法，其特征在于，利用权利要求4或5所述的制绒液对单晶硅片进行表面制绒。

7.根据权利要求6所述单晶硅片的制绒方法，其特征在于，所述表面制绒的制绒温度为75～90℃，制绒时间为500～1500s。

8.根据权利要求7所述单晶硅片的制绒方法，其特征在于，其具体步骤包括：

1）配置制绒添加剂：将质量百分比为1%～20%的聚乙二醇、0.1%～2.0%的苯甲酸钠、1.0%～5.0%的柠檬酸、1.0%～5.0%的水解聚马来酸酐、0.1%～1.0%的乙酸钠加入到余量的水中，混合均匀配成制绒添加剂；

2）配置制绒液：将步骤1）制成的制绒添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成制绒液；所述制绒添加剂与碱溶液的质量比为0.2～5:100；所述碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液；

3）将单晶硅片浸入步骤2）制得的制绒液中进行表面制绒，制绒温度为75～90℃，制绒时间为500～1500s。

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