CN103993360A - 多晶硅片制绒辅助剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于多晶硅片制绒的制绒辅助剂。本发明还提供一种用于多晶硅片制绒的制绒液，其含有酸溶液和上述多晶硅片制绒辅助剂。本发明还提供一种多晶硅片的制绒方法，利用上述制绒液对多晶硅片进行表面制绒。该多晶硅片制绒辅助剂影响制绒反应过程，控制酸对不同晶面的腐蚀速度，使不同晶面达到同等反应速度，从而可以得到晶花模糊、绒面均匀性好的结构，有效改善多晶硅片的外观，同时可以降低反射率，提高电流和电池效率。

Description

多晶硅片制绒辅助剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种多晶硅片制绒辅助剂及其应用，属于多晶硅片制绒技术领域。
背景技术
在多晶硅太阳电池制造过程中，硅片表面制绒是关键的环节。制绒的效果直接影响了最终电池片的转换效率和成品率。由于多晶硅片由不同晶向的晶花组成，并且各个晶花的晶向随意分布，且晶花明显，因此，在一般制绒工艺中多采用酸溶液的湿化学腐蚀方法对多晶硅片表面进行制绒。该制绒工艺基于酸溶液对硅的各向同性腐蚀原理，在硅片不同晶粒表面形成相似的凹坑状绒面，绒面的形貌与晶粒取向不相关。
目前，工业生产中常用的酸溶液由硝酸、氢氟酸和去离子水等组成。这种酸溶液的制绒效果并不是十分理想，存在的问题包括：绒面尺寸较大且均匀性不佳，晶花比较明显，反射率略高，制绒稳定性也不好。基于以上问题，如果可以通过在酸溶液中加入制绒辅助剂来解决晶花和反射率等问题，有着重要的意义。特别是对于槽式酸制绒设备，这项技术将具有革命性意义，为之后槽式制绒设备单多晶一体化提供了极为重要的技术保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多晶硅片制绒辅助剂及其应用，该多晶硅片制绒辅助剂应用于多晶硅片的绒面制作，可以得到晶花模糊、绒面均匀性好的结构，同时降低反射率，有效改善多晶硅片外观；该多晶硅片制绒辅助剂影响制绒反应过程，控制酸对不同晶面的腐蚀速度，使不同晶面达到同等反应速度，可以有效改善硅片外观，有效降低反射率，提高电流和电池效率。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下： 
多晶硅片制绒辅助剂，按质量百分比计由以下组分组成：聚天冬氨酸：0.5%～1%，十二烷基苯磺酸钠：0.1%～0.5%，三乙醇胺：1%～5%，余量为水。
优选的，所述水为去离子水。
本发明还提供一种多晶硅片制绒辅助剂用于多晶硅片制绒的制绒液，其含有酸溶液和上述多晶硅片制绒辅助剂，所述多晶硅片制绒辅助剂与酸溶液的质量比为0.1～1.2:100；所述酸溶液中配入了质量百分比为5%～18%的HF水溶液和20%～45%的HNO3水溶液；所述HF水溶液中含有49%的HF，所述HNO3水溶液中含有69%的HNO3；其中，所述百分比为质量百分比。
本发明还提供一种多晶硅片的制绒方法，利用上述制绒液对多晶硅片进行表面制绒。
优选的，所述表面制绒的制绒温度为5～30℃，制绒时间为40～200s。
上述多晶硅片的制绒方法的具体步骤包括：
1）配制制绒添加剂：将质量百分比为0.5%～1%的聚天冬氨酸、0.1%～0.5%的十二烷基苯磺酸钠、1%～5%的三乙醇胺加入到余量的水中，混合均匀配成制绒辅助剂；
2）配制制绒液：将步骤1）制成的制绒辅助剂加到酸溶液中，混合均匀配成制绒液；所述制绒添加剂与酸溶液的质量比为0.1～1.2:100；所述酸溶液中配入了5%～18%的HF水溶液和20%～45%的HNO3水溶液；所述HF水溶液中含有质量百分比为49%的HF，所述HNO3水溶液中含有质量百分比为69%的HNO3；
3）将多晶硅片浸入步骤2）制得的制绒液中进行表面制绒，制绒温度为5～30℃，制绒时间为40～200s。
本发明的优点和有益效果在于：本发明提供一种多晶硅片制绒辅助剂及其应用，该多晶硅片制绒辅助剂应用于多晶硅片的绒面制作，可控制酸对不同晶面的腐蚀速度，使各个晶面达到同等反应速度，可以得到均匀性好、晶花模糊的绒面，有效改善硅片外观，得到更符合市场对电池外观要求的硅片，减少表面PE色差片、压组件亮晶片的不合格片的出现比例；同时降低反射率，提高电流和电池效率。而且本发明的多晶硅片辅助剂含有表面活性剂成分——十二烷基苯磺酸钠，其具有较强的疏水性和去污去油能力，使得制绒后的硅片表面清洁度高，同时具有疏水性，较容易被吹干，这将有效地解决硅片吹干难的问题。
本发明的优点和有益效果在于：本发明提供一种多晶硅片制绒辅助剂及其应用，该多晶硅片制绒辅助剂应用于多晶硅片的绒面制作，可以得到均匀性好、晶花模糊的绒面，同时降低反射率，提高电流和电池效率。
附图说明
图1是本发明实施例3的多晶硅片表面绒面的扫描电镜图。
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。
1）配制制绒添加剂：将质量百分比为0.5%～1%的聚天冬氨酸、0.1%～0.5%的十二烷基苯磺酸钠、1%～5%的三乙醇胺加入到余量的水中，混合均匀配成制绒辅助剂；
2）配制制绒液：将步骤1）制成的制绒辅助剂加到酸溶液中，混合均匀配成制绒液；所述制绒添加剂与酸溶液的质量比为0.1～1.2:100；所述酸溶液中配入了5%～18%的HF水溶液和20%～45%的HNO3水溶液；所述HF水溶液中含有质量百分比为49%的HF，所述HNO3水溶液中含有质量百分比为69%的HNO3；
3）将多晶硅片浸入步骤2）制得的制绒液中进行表面制绒，制绒温度为5～30℃，制绒时间为40～200s。
实施例1：
应用本发明多晶硅片制绒辅助剂的制绒工艺，采取如下工艺步骤：
1）配制制绒辅助剂：以去离子水为溶剂，将0.5g聚天冬氨酸、0.1g十二烷基苯磺酸钠、1g三乙醇胺溶解于去离子水中，得到100g制绒添加剂；
2）配制制绒液：将5kg的HF水溶液(HF水溶液中HF的质量百分含量为49%)和20kg的HNO3水溶液(HNO3水溶液中HNO3的质量百分含量为49%)溶于去离子水中，得到100kg酸溶液；然后在该酸溶液中加入步骤1）制成的100g制绒添加剂得到制绒液；
3）制绒：将多晶硅电池片浸入制绒液中进行表面制绒，制绒温度为5℃，制绒时间为200s。
实施例2：
应用本发明多晶硅片制绒添加剂的制绒工艺，采取如下工艺步骤：
1）配制制绒添加剂：以去离子水为溶剂，将12g聚天冬氨酸、6g十二烷基苯磺酸钠、60g三乙醇胺溶解于去离子水中，得到1.2kg制绒添加剂；
2）配制制绒液：18kg的HF水溶液(HF水溶液中HF的质量百分含量为49%)和45kg的HNO3水溶液(HNO3水溶液中HNO3的质量百分含量为49%)溶于去离子水中，得到100kg酸溶液；然后在该酸溶液中加入步骤1）制成的1.2kg制绒添加剂得到制绒液；
3）制绒：将多晶硅电池片浸入制绒液中进行表面制绒，制绒温度为30℃，制绒时间为40s。
实施例3：
应用本发明多晶硅片制绒添加剂的制绒工艺，采取如下工艺步骤：
1）配制制绒添加剂：以去离子水为溶剂，将8g聚天冬氨酸、3g十二烷基苯磺酸钠、30g三乙醇胺溶解于去离子水中，得到1kg制绒添加剂；
2）配制制绒液：10kg的HF水溶液(HF水溶液中HF的质量百分含量为49%)和32kg的HNO3水溶液(HNO3水溶液中HNO3的质量百分含量为49%)溶于去离子水中，得到100kg酸溶液；然后在该酸溶液中加入步骤1）制成的1kg制绒添加剂得到制绒液；
3）制绒：将多晶硅电池片浸入制绒液中进行表面制绒，制绒温度为20℃，制绒时间为80s。
图1为本实施例3得到的多晶硅片表面绒面的扫描电镜照片，从图1中可以看到制绒后在多晶硅片表面形成了均匀性较好，晶花模糊的微结构绒面。
 
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 (7)

1.多晶硅片制绒辅助剂，其特征在于，按质量百分比计由以下组分组成：聚天冬氨酸：0.5%～1%，十二烷基苯磺酸钠：0.1%～0.5%，三乙醇胺：1%～5%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的多晶硅片制绒辅助剂，其特征在于：所述水为去离子水。
3.用于多晶硅片制绒的制绒液，其特征在于，其含有酸溶液，以及权利要求1-2中任意一项的多晶硅片制绒辅助剂，所述多晶硅片制绒辅助剂与酸溶液的质量比为0.1～1.2:100；所述酸溶液中配入了5%～18%的HF水溶液和20%～45%的HNO3水溶液；所述HF水溶液中含有49%的HF，所述HNO3水溶液中含有69%的HNO3；其中，所述百分比为质量百分比。
4.多晶硅片的制绒方法，其特征在于，利用权利要求3所述的制绒液对多晶硅片进行表面制绒。
5.根据权利要求4所述多晶硅片的制绒方法，其特征在于，所述表面制绒的制绒温度为5～30℃，制绒时间为40～200s。
6.根据权利要求6所述多晶硅片的制绒方法，其特征在于，其具体步骤包括：
1）配制制绒辅助剂：将质量百分比为0.5%～1%的聚天冬氨酸、0.1%～0.5%的十二烷基苯磺酸钠、1%～5%的三乙醇胺加入到余量的水中，混合均匀配成制绒辅助剂；
2）配制制绒液：将步骤1）制成的制绒辅助剂加到酸溶液中，混合均匀配成制绒液；所述制绒辅助剂与酸溶液的质量比为0.1～1.2:100；所述酸溶液中配入了5%～18%的HF水溶液和20%～45%的HNO3水溶液；所述HF水溶液中含有49%的HF，所述HNO3水溶液中含有69%的HNO3；其中，所述百分比为质量百分比。
7.3）将多晶硅片浸入步骤2）制得的制绒液中进行表面制绒，制绒温度为5～30℃，制绒时间为40～200s。
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