CN105133025A - 一种高效单晶硅片制绒液及其制备方法 - Google Patents

一种高效单晶硅片制绒液及其制备方法 Download PDF

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郭万东
孟祥法
董培才
陈伏洲
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Abstract

本发明公开了一种高效单晶硅片制绒液，其特征是由下述重量份的原料制得：氢氧化钠0.5-1，三聚磷酸钠0.3-0.5，聚乙二醇2-4，N-酰基甲基牛磺酸钠0.5-1，溴化十二烷基二甲基苄基铵0.05-0.1，聚环氧琥珀酸0.01-0.02，助剂3-5，液体石蜡0.05-0.1，水80-100。本发明的制绒液有效改善了制绒工艺的一致性和可重复性，提升了绒面密度，改善产品质量，降低硅片反射率，提高太阳能电池的效率；不含IPA，有利于环境保护和人体健康，安全环保。

Description

一种高效单晶硅片制绒液及其制备方法
技术领域
本发明涉及硅片制绒技术，具体涉及一种高效单晶硅片制绒液及其制备方法。
背景技术
随着能源危机日趋严重，太阳能已经成为未来最有潜力的替代能源，太阳能电池产业发展迅速。制约其发展的难题之一就是如何提高太阳能电池光电转化效率，降低成本。其中制绒工艺是提高光电转换效率的重要步骤。
制绒又称“表面织构化”，有效的绒面结构使得入射光在硅片表面多次反射和折射，增加了光的吸收，降低了反射率，有助于提高电池的性能。单晶硅制绒工艺最常使用的是化学腐蚀法，普遍使用NaOH/异丙醇（IPA）体系。IPA具有相当的毒性，对人体有危害，同时IPA在制绒过程中易于挥发，对环境产生不良影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效单晶硅片制绒液。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高效单晶硅片制绒液，其是由下述重量份的原料制得：
氢氧化钠0.5-1，三聚磷酸钠0.3-0.5，聚乙二醇2-4，N-酰基甲基牛磺酸钠0.5-1，溴化十二烷基二甲基苄基铵0.05-0.1，聚环氧琥珀酸0.01-0.02，助剂3-5，液体石蜡0.05-0.1，水80-100；
其中助剂由下列重量份的原料制成：皂角10-15，纳米二氧化钛0.1-0.15，过硫酸铵0.1-0.2，乙酸乙烯酯1-1.5，碳酸氢钠0.2-0.4，十二烷基葡糖苷1-2，水100-150；助剂的制备方法是将皂角粉碎磨粉，将得到的皂角粉与碳酸氢钠、十二烷基葡糖苷共同加入水中70-80℃、200-400r/min搅拌4-6h，冷却后过滤，向滤液中加入乙酸乙烯酯和纳米二氧化钛并超声分散5-10min，然后加入2-5%的过硫酸铵溶液70-80℃搅拌1-2h，冷却后过滤，即得。
一种高效单晶硅片制绒液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将N-酰基甲基牛磺酸钠、溴化十二烷基二甲基苄基铵共同加入1/3-1/2重量的水中，先400-600r/min搅拌5-10min，再加入液体石蜡70-80℃、800-1000r/min搅拌10-20min，冷却后得组分A；
（2）先将氢氧化钠溶于剩余的水中，然后加入其余原料40-60℃、200-400r/min搅拌2-4h，得组分B；
（3）将组分A与组分B混合并于70-80℃、1000-1500r/min条件下搅拌10-15min，过滤后即得高效单晶硅片制绒液。
本发明的优点是：
本发明采用N-酰基甲基牛磺酸钠、溴化十二烷基二甲基苄基铵等原料的复配，有效控制体系的表面张力，使形成的体系具有良好的表面性能、稳定性和分散能力，同时具有良好的清洁去污效果，并结合助剂对硅片进行表面改性，增加硅片表面的成核点，提升单晶硅的各向异性，提高金字塔的密度，通过硅片表面成膜，控制硅片在碱液中腐蚀速度，有效改善了制绒工艺的一致性和可重复性，提升了绒面密度，改善产品质量，降低硅片反射率，提高太阳能电池的效率；不含IPA，有利于环境保护和人体健康，安全环保。
具体实施方式
本发明非限定实施例如下：
一种高效单晶硅片制绒液，由下列重量(kg)的组分原料制备而成：
氢氧化钠0.5，三聚磷酸钠0.3，聚乙二醇2，N-酰基甲基牛磺酸钠0.5，溴化十二烷基二甲基苄基铵0.05，聚环氧琥珀酸0.01，助剂3，液体石蜡0.05，水80；
其中，助剂由下列重量（kg）的原料制成：皂角10，纳米二氧化钛0.1，过硫酸铵0.1，乙酸乙烯酯1，碳酸氢钠0.2，十二烷基葡糖苷1，水100；助剂的制备方法是将皂角粉碎磨粉，将得到的皂角粉与碳酸氢钠、十二烷基葡糖苷共同加入水中80℃、200r/min搅拌4h，冷却后过滤，向滤液中加入乙酸乙烯酯和纳米二氧化钛并超声分散5min，然后加入2%的过硫酸铵溶液70℃搅拌1h，冷却后过滤，即得。
高效单晶硅片制绒液的制备方法包括以下步骤：
（1）将N-酰基甲基牛磺酸钠、溴化十二烷基二甲基苄基铵共同加入1/3重量的水中，先400r/min搅拌5min，再加入液体石蜡80℃、1000r/min搅拌10min，冷却后得组分A；
（2）先将氢氧化钠溶于剩余的水中，然后加入其余原料60℃、400r/min搅拌2h，得组分B；
（3）将组分A与组分B混合并于80℃、1000r/min条件下搅拌15min，过滤后即得高效单晶硅片制绒液。
将单晶硅片放入上述制得的制绒液中，在80℃水浴加热条件下进行制绒，制绒时间为15min，单晶硅片的表面反射率为9.7%，绒面金字塔尺寸为1-3μm，且大小均匀。

Claims (2)

1.一种高效单晶硅片制绒液，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：
氢氧化钠0.5-1，三聚磷酸钠0.3-0.5，聚乙二醇2-4，N-酰基甲基牛磺酸钠0.5-1，溴化十二烷基二甲基苄基铵0.05-0.1，聚环氧琥珀酸0.01-0.02，助剂3-5，液体石蜡0.05-0.1，水80-100；
所述助剂由下列重量份的原料制成：皂角10-15，纳米二氧化钛0.1-0.15，过硫酸铵0.1-0.2，乙酸乙烯酯1-1.5，碳酸氢钠0.2-0.4，十二烷基葡糖苷1-2，水100-150；助剂的制备方法是将皂角粉碎磨粉，将得到的皂角粉与碳酸氢钠、十二烷基葡糖苷共同加入水中70-80℃、200-400r/min搅拌4-6h，冷却后过滤，向滤液中加入乙酸乙烯酯和纳米二氧化钛并超声分散5-10min，然后加入2-5%的过硫酸铵溶液70-80℃搅拌1-2h，冷却后过滤，即得。
2.根据权利要求1所述的一种高效单晶硅片制绒液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将N-酰基甲基牛磺酸钠、溴化十二烷基二甲基苄基铵共同加入1/3-1/2重量的水中，先400-600r/min搅拌5-10min，再加入液体石蜡70-80℃、800-1000r/min搅拌10-20min，冷却后得组分A；
（2）先将氢氧化钠溶于剩余的水中，然后加入其余原料40-60℃、200-400r/min搅拌2-4h，得组分B；
（3）将组分A与组分B混合并于70-80℃、1000-1500r/min条件下搅拌10-15min，过滤后即得高效单晶硅片制绒液。
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