CN107118699A - 一种太阳能刻蚀抛光液及其制备方法 - Google Patents

一种太阳能刻蚀抛光液及其制备方法 Download PDF

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俞超
李慧
陈克
彭彪
马世领
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吴俊清
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Abstract

本发明公开了一种太阳能刻蚀抛光液及其制备方法，属于太阳能刻蚀抛光技术领域。该该抛光液包括消泡剂、催化剂和去离子水；所述的消泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚；所述的催化剂为醋酸；各成分按质量百分比为：消泡剂1～30wt％；催化剂1～30wt％；其余成分为去离子水所组成。本抛光液只需加少量融合在刻蚀槽液内，即可加速HF，HNO3与硅的反应，消泡剂快速将刻蚀过程中的硅片表面的气泡脱离，催化剂促进氢离子的生成，加快酸对硅的腐蚀速率，刻蚀去边结后，硅片表面平整光滑，反射率高。

Description

一种太阳能刻蚀抛光液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能刻蚀抛光液及其制备方法，属于太阳能刻蚀抛光技术领域。
背景技术
硅材料在晶体硅太阳电池的成本中占有很大比例，为了减少硅材料的用量，硅片厚度越来越薄。硅片变薄，除了要考虑生产中的碎片率，烧结后的弯曲度，还要关注电池的长波响应特性。目前，晶体硅太阳能PERC电池背面由背面钝化层、掺铝背场层、铝硅合金层铝浆烧结层组成。铝硅合金层与硅体结合紧密，两者的界面对光产生反射作用。硅片扩散以后会进行刻蚀，刻蚀所用的抛光液就显得尤为重要。
发明内容
本发明提供了一种太阳能刻蚀抛光液及其制备方法，该抛光液可以减少PERC电池在制造过程刻蚀工序刻蚀槽HF，HNO3的用量，节约化学品成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种太阳能刻蚀抛光液，该抛光液包括消泡剂、催化剂和去离子水；所述的消泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚；所述的催化剂为醋酸；各成分按质量百分比为：消泡剂1～30wt％；催化剂1～30wt％；其余成分为去离子水所组成。
在一些技术方案中：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚的重量份数依次为1～50份、1～50份、1～50份、1～50份、1～50份和1～50份。
作为优选：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚的重量份数依次为1～30份、1～15份、1～20份、1～10份、1～20份和1～30份。
作为优选：消泡剂1～10wt％；催化剂1～20wt％；其余成分为去离子水所组成。在一些更优选的技术方案中：消泡剂5～10wt％；催化剂10～20wt％；其余成分为去离子水所组成。
一种上述的太阳能刻蚀抛光液的制备方法，将消泡剂、催化剂醋酸和去离子水混合后在超声波条件下进行处理，超声波的功率为200～500W，处理时间为20～40min；
其中：消泡剂的是通过如下方法制备得到：
将脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚在温度为40～60℃条件下搅拌均匀，搅拌的速度为90～120r/min；之后在温度为30～45℃条件下加入烷基酚聚氧乙烯醚和聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚并再次搅拌均匀，搅拌的速度为200～320r/min；最后加入异十三醇磷酸酯并搅拌搅拌，搅拌的速度为200～320r/min。
且：消泡剂1～30wt％；催化剂1～30wt％；其余成分为去离子水所组成。
上述方法中：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚的重量份数依次为1～50份、1～50份、1～50份、1～50份、1～50份和1～50份；作为优选：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚的重量份数依次为1～30份、1～15份、1～20份、1～10份、1～20份和1～30份。
上述方法中：消泡剂1～10wt％；催化剂1～20wt％；其余成分为去离子水所组成。作为优选：消泡剂5～10wt％；催化剂10～20wt％；其余成分为去离子水所组成。
本发明的有益效果
1、消泡力强，用量少，不影响起泡体系的基本性质。
2、扩散性、渗透性、耐热性好，化学性稳定，耐氧化性强。
3、无生理活性，无腐蚀、无毒、无不良副作用、不燃、不爆，安全性高。
4、在酸、碱、电解质及硬水中都能使用。
本抛光液只需加少量融合在刻蚀槽液内，即可加速HF，HNO3与硅的反应，消泡剂快速将刻蚀过程中的硅片表面的气泡脱离，催化剂促进氢离子的生成，加快酸对硅的腐蚀速率，刻蚀去边结后，硅片表面平整光滑，反射率高达35％以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1～3各组分用量如下：
实施例1太阳能刻蚀抛光液的制备方法：
将脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚在温度为40℃条件下搅拌均匀，搅拌的速度为100r/min；之后在温度为30℃条件下加入烷基酚聚氧乙烯醚和聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚并再次搅拌均匀，搅拌的速度为220r/min；最后加入异十三醇磷酸酯并搅拌搅拌，搅拌的速度为220r/min。
将消泡剂、催化剂醋酸和去离子水混合后在超声波条件下进行处理，超声波的功率为200W，处理时间为30min。采用该实施例的抛光液液后硅片表面的反射率高达36％。
实施例2太阳能刻蚀抛光液的制备方法：
将脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚在温度为50℃条件下搅拌均匀，搅拌的速度为110r/min；之后在温度为40℃条件下加入烷基酚聚氧乙烯醚和聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚并再次搅拌均匀，搅拌的速度为280r/min；最后加入异十三醇磷酸酯并搅拌搅拌，搅拌的速度为280r/min。
将消泡剂、催化剂醋酸和去离子水混合后在超声波条件下进行处理，超声波的功率为350W，处理时间为20min。采用该实施例的抛光液液后硅片表面的反射率高达37％。
实施例3太阳能刻蚀抛光液的制备方法：
将脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚在温度为60℃条件下搅拌均匀，搅拌的速度为120r/min；之后在温度为45℃条件下加入烷基酚聚氧乙烯醚和聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚并再次搅拌均匀，搅拌的速度为320r/min；最后加入异十三醇磷酸酯并搅拌搅拌，搅拌的速度为320r/min。
将消泡剂、催化剂醋酸和去离子水混合后在超声波条件下进行处理，超声波的功率为500W，处理时间为40min。采用该实施例的抛光液液后硅片表面的反射率高达38％。
实施例1产品的性能检测：
未使用抛光液：HF用量18L/万片，HNO3用量54L/万片，反射率27-31％，PERC电池效率均值20.9％。
使用抛光液：HF用量10L/万片，HNO3用量40L/万片，反射率在36％以上，PERC电池效率均值达到20.95％。
综合以上，降低的化学品成本按月生产1000万片估算：
HF降低的费用：(18-10)L*1000万/片*4.7元/L(氢氟酸单价)＝37600元
HNO3降低的费用：(54-40)*1000万/片*2.74元/L(硝酸单价)＝383600元
一个月化学品成本降低费用约76万元。

Claims (10)

1.一种太阳能刻蚀抛光液，其特征在于：该抛光液包括消泡剂、催化剂和去离子水；所述的消泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚；所述的催化剂为醋酸；各成分按质量百分比为：消泡剂1～30wt％；催化剂1～30wt％；其余成分为去离子水所组成。
2.根据权利要求1所述的太阳能刻蚀抛光液，其特征在于：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚的重量份数依次为1～50份、1～50份、1～50份、1～50份、1～50份和1～50份。
3.根据权利要求2所述的太阳能刻蚀抛光液，其特征在于：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚的重量份数依次为1～30份、1～15份、1～20份、1～10份、1～20份和1～30份。
4.根据权利要求1所述的太阳能刻蚀抛光液，其特征在于：消泡剂1～10wt％；催化剂1～20wt％；其余成分为去离子水所组成。
5.根据权利要求4所述的太阳能刻蚀抛光液，其特征在于：消泡剂5～10wt％；催化剂10～20wt％；其余成分为去离子水所组成。
6.一种权利要求1所述的太阳能刻蚀抛光液的制备方法，其特征在于：将消泡剂、催化剂醋酸和去离子水混合后在超声波条件下进行处理，超声波的功率为200～500W，处理时间为20～40min；
其中：消泡剂的是通过如下方法制备得到：
将脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚在温度为40～60℃条件下搅拌均匀，搅拌的速度为90～120r/min；之后在温度为30～45℃条件下加入烷基酚聚氧乙烯醚和聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚并再次搅拌均匀，搅拌的速度为200～320r/min；最后加入异十三醇磷酸酯并搅拌搅拌，搅拌的速度为200～320r/min。
且：消泡剂1～30wt％；催化剂1～30wt％；其余成分为去离子水所组成。
7.根据权利要求6所述的太阳能刻蚀抛光液的制备方法，其特征在于：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚的重量份数依次为1～50份、1～50份、1～50份、1～50份、1～50份和1～50份。
8.根据权利要求7所述的太阳能刻蚀抛光液的制备方法，其特征在于：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚的重量份数依次为1～30份、1～15份、1～20份、1～10份、1～20份和1～30份。
9.根据权利要求6所述的太阳能刻蚀抛光液的制备方法，其特征在于：消泡剂1～10wt％；催化剂1～20wt％；其余成分为去离子水所组成。
10.根据权利要求6所述的太阳能刻蚀抛光液的制备方法，其特征在于：消泡剂5～10wt％；催化剂10～20wt％；其余成分为去离子水所组成。
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