CN105154984A - 一种易清洗的单晶硅片制绒液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种易清洗的单晶硅片制绒液，其特征是由下述重量份的原料制得：氢氧化钠0.5-1，甘露醇2-4，助剂3-5，三乙醇胺1-2，脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠0.5-1，马来酸蓖麻油酯0.1-0.2，乙二胺四乙酸二钠1-2，羧甲基纤维素钠0.1-0.2，水80-100。本发明的制绒液改善了制绒工艺的一致性和可重复性，提升了绒面密度，从而提高了太阳能电池效率，改善产品质量；不含IPA，有利于环境保护和人体健康，安全环保，并且易于清洗，不对硅片表面造成污染，有利于下一步工序的进行。

Description

一种易清洗的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，具体涉及一种易清洗的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。制绒液在硅片表面的残留也不利于后续工艺的处理和硅片的质量稳定性，需通过清洗除去，方便下一步工序的进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种易清洗的单晶硅片制绒液。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种易清洗的单晶硅片制绒液，其是由下述重量份的原料制得：

氢氧化钠0.5-1，甘露醇2-4，助剂3-5，三乙醇胺1-2，脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠0.5-1，马来酸蓖麻油酯0.1-0.2，乙二胺四乙酸二钠1-2，羧甲基纤维素钠0.1-0.2，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。

一种易清洗的单晶硅片制绒液的制备方法，包括以下步骤：

（1）将脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠加入1/3-1/2重量的水中，先400-600r/min搅拌5-10min，再加入马来酸蓖麻油酯和三乙醇胺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，然后加入羧甲基纤维素钠于40-60℃条件下搅拌0.5-1h，冷却后加入其余原料搅拌1-2h，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，过滤后即得易清洗的单晶硅片制绒液。

本发明的优点是：

本发明采用脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠等原料的复配，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，从而提高了太阳能电池效率，改善产品质量；不含IPA，有利于环境保护和人体健康，安全环保，并且易于清洗，不对硅片表面造成污染，有利于下一步工序的进行。

具体实施方式

本发明非限定实施例如下：

一种易清洗的单晶硅片制绒液，由下列重量(kg)的组分原料制备而成：

氢氧化钠0.5，甘露醇2，助剂3，三乙醇胺1，脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠0.5，马来酸蓖麻油酯0.1，乙二胺四乙酸二钠1，羧甲基纤维素钠0.1，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。

易清洗的单晶硅片制绒液的制备方法包括以下步骤：

（1）将脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠加入1/3重量的水中，先400r/min搅拌5min，再加入马来酸蓖麻油酯和三乙醇胺70℃、800r/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，然后加入羧甲基纤维素钠于40-60℃条件下搅拌0.5-h，冷却后加入其余原料搅拌1h，得组分B；

（3）将组分A与组分B混合并于80℃、1500r/min条件下搅拌15min，过滤后即得无醇易清洗的单晶硅片制绒液。

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10.6%，绒面金字塔尺寸为2-3μm，且大小均匀。

Claims (2)

1.一种易清洗的单晶硅片制绒液，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，甘露醇2-4，助剂3-5，三乙醇胺1-2，脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠0.5-1，马来酸蓖麻油酯0.1-0.2，乙二胺四乙酸二钠1-2，羧甲基纤维素钠0.1-0.2，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所述的一种易清洗的单晶硅片制绒液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠加入1/3-1/2重量的水中，先400-600r/min搅拌5-10min，再加入马来酸蓖麻油酯和三乙醇胺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，然后加入羧甲基纤维素钠于40-60℃条件下搅拌0.5-1h，冷却后加入其余原料搅拌1-2h，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，过滤后即得易清洗的单晶硅片制绒液。