CN107858757A - 金刚线切割多晶硅片专用酸制绒添加剂及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金刚线切割多晶硅片专用酸制绒添加剂，所述添加剂包括如下组分：黄原胶、单宁酸、硅基表面活性剂和余量的去离子水；其中，黄原胶的重量含量为0.2‑3%；单宁酸的重量含量为0.2‑3%；硅基表面活性剂重量含量为0.05‑0.2%；余量为去离子水。使用本发明中的添加剂对金刚线切割多晶硅片进行酸制绒后，硅片表面绒面均匀性好，反射率比常规无添加剂制绒后的金刚线多晶硅片反射率低5‑7%。该添加剂无毒性，易实施，稳定性好，具有很好的实际应用价值。

Description

金刚线切割多晶硅片专用酸制绒添加剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种金刚线切割多晶硅片专用酸制绒添加剂及其使用方法，属于化学试剂技术领域。
背景技术
目前光伏行业总所用多晶硅片的切割主要采用砂浆线切割技术，但是该技术存在效率低，加工成本高和排放污染大等问题。相比之下，金刚线切割技术因具有切割效率高，加工成本低和环境污染小等优点，受到越来越多的关注，逐渐成为多晶硅切片技术的主流和未来发展方向。
由于金刚线切割原理与砂浆线切割的原理不同，所以两种切割工艺得到的硅片表面形貌存在很大的差异。砂浆线切割的硅片表面主要是以脆性破碎断裂的形貌为主，硅片表面存在很多微小的不规则凹坑，而金刚线切割的硅片表面除了脆性破碎断裂形成的不规则凹坑外，还存在大量塑性的光滑切割痕。所以金刚线切割的硅片表面具有脆性和塑性的混合形貌。
在光伏电池生产过程中，硅片制绒对降低表面反射率起着重要的作用，也是提高太阳能电池光电转化效率的有效手段之一。目前多晶硅片的制绒工艺多采用HF-HNO3-H2O体系的酸性溶液进行湿化学腐蚀，该酸性溶液利用硅片表面的各种缺陷进行各向同性腐蚀，从而降低硅片表面反射率。砂浆线切割硅片表面主要为不规则凹坑，缺陷分布均匀性好，故通过HF-HNO3-H2O体系的制绒工艺可以得到腐蚀均匀的绒面，但金刚线切割的硅片表面为不规则凹坑和光滑切割痕组成的混合形貌，表面缺陷分布不均匀，通过常规的HF-HNO3-H2O的制绒工艺无法得到均匀腐蚀的绒面。金刚线切割多晶硅片制绒成为约束金刚线切割多晶硅片在电池制造中推广的主要因素。
发明内容
本发明目的是提供一种专用于金刚线切割多晶硅片酸制绒添加剂，该添加剂能够有效改善硅片表面绒面均匀性，降低硅片制绒后反射率，提高硅电池光电转化效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种金刚线切割多晶硅片专用酸制绒添加剂，所述添加剂包括如下组分：黄原胶、单宁酸、硅基表面活性剂和余量的去离子水；其中，黄原胶的重量含量为0.2-3%；单宁酸的重量含量为0.2-3%；硅基表面活性剂重量含量为0.05-0.2%；余量为去离子水。
进一步地，所述的添加剂在金刚线切割多晶硅片酸制绒工艺中的使用方法，包括如下步骤：
a) 配制添加剂：将黄原胶，单宁酸和硅基表面活性剂溶解于去离子中，得到添加剂；所述黄原胶的重量含量为0.2-3%；所述的单宁酸的重量含量为0.2-3%；所述的硅基表面活性剂重量含量为0.05-0.2%；
b)配制酸制绒液：将氢氟酸和硝酸溶于去离子水中得到酸混合溶液，而后将步骤a)制得的添加剂加入到该酸混合溶液中，得到酸性制绒液；
c)制绒：将金刚线切割多晶硅片浸没入步骤b)所获得的酸性制绒液中进行制绒。
进一步地，步骤b)中，氢氟酸的重量含量为5-35%， 硝酸的重量含量为25-65%。
进一步地，步骤b)中，添加剂的重量含量为0.2-2%。
进一步地，所述的步骤c)中，制绒过程中的制绒温度为3-15℃，制绒时间为20-180s，优选制绒温度3-10℃， 优选制绒时间为25-100s。
该发明的有益效果在于：使用本发明中的添加剂对金刚线切割多晶硅片进行酸制绒后，硅片表面绒面均匀性好，反射率比常规无添加剂制绒后的金刚线多晶硅片反射率低5-7%。该添加剂无毒性，易实施，稳定性好，具有很好的实际应用价值。
附图说明
图1 金刚线切割多晶硅片常规无添加剂制绒后的扫描电镜图。
图2 金刚线切割多晶硅片用本发明专利实例1后的扫描电镜图。
图3 金刚线切割多晶硅片常规制绒后和用本发明专利实例3后的反射率对比图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例1（参照组）
本实施例提供一个参照例，为常规不加添加剂的制绒工艺：
采用如下步骤；
1)配制酸制绒液，在搅拌作用下，将2L浓度为49%的氢氟酸，6L浓度为65-68%的硝酸和3L去离子水混合均匀；
2)制绒：将金刚线切割多晶硅片浸没上述酸性制绒液中进行制绒，制绒温度为8-10℃，制绒时间为25s.
3)制绒后的金刚线切割多晶硅片表面反射率为40%。图1给出了该常规工艺得到金刚线切割多晶硅片表面的扫描电子显微镜图片，图片中制绒后绒面尺寸大小不均，分布不均匀。
实施例2（有添加剂组）
本实施例采用如下步骤：
a)配制添加剂：在搅拌作用下，将1.0g 黄原胶，1.0g 单宁酸和0.2g的硅基表面活性剂溶解于97.8 g 去离子水中（即：在配好的添加剂中，所述水溶性黄原胶的重量含量为1%，所述单宁酸的重量含量为1%，硅基表面活性剂重量含量为0.2%）
b)配制酸性制绒液：在搅拌作用下，将2L所述浓度为49%的氢氟酸，6L浓度为65-68%的硝酸和3 L的去离子水混合均匀，而后加入110ml上述的添加剂，搅拌均匀
c)制绒：将金刚线切割多晶硅片浸没上述酸制绒液中进行制绒，制绒温度为8-10℃，制绒时间为45s.
d)制绒后的金刚线切割多晶硅片表面反射率为35 %。图2给出了金刚线切割多晶硅片表面的扫描电子显微镜图片，从图中可知应用本发明添加剂对金刚线切割多晶硅片制绒后，得到绒面大小尺寸及分布均比常规制绒更优。
实施例3（有添加剂组）
本实施例采用如下步骤：
a)配制添加剂：在搅拌作用下，将1.0g 黄原胶，1.0g 单宁酸和0.2g的硅基表面活性剂溶解于97.8 g 去离子水中（即：在配好的添加剂中，所述水溶性黄原胶的重量含量为1%，所述单宁酸的重量含量为1%，硅基表面活性剂重量含量为0.2%）
b)配制酸性制绒液：在搅拌作用下，将2L所述浓度为49%的氢氟酸，6 L浓度为65-68%的硝酸和3L的去离子水混合均匀，而后加入165 ml上述的添加剂，搅拌均匀
c)制绒：将金刚线切割多晶硅片浸没上述酸制绒液中进行制绒，制绒温度为8-10℃，制绒时间为70s.
d)制绒后的金刚线切割多晶硅片表面反射率为33%。
图3为金刚线切割多晶硅片常规制绒后和用本发明专利实例3后的反射率对比图。
以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种金刚线切割多晶硅片专用酸制绒添加剂，其特征在于：所述添加剂包括如下组分：黄原胶、单宁酸、硅基表面活性剂和余量的去离子水；其中，黄原胶的重量含量为0.2-3%；单宁酸的重量含量为0.2-3%；硅基表面活性剂重量含量为0.05-0.2%；余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的金刚线切割多晶硅片专用酸制绒添加剂，其特征在于：所述的添加剂在金刚线切割多晶硅片酸制绒工艺中的使用方法，包括如下步骤：
a) 配制添加剂：将黄原胶，单宁酸和硅基表面活性剂溶解于去离子中，得到添加剂；所述黄原胶的重量含量为0.2-3%；所述的单宁酸的重量含量为0.2-3%；所述的硅基表面活性剂重量含量为0.05-0.2%；
b)配制酸制绒液：将氢氟酸和硝酸溶于去离子水中得到酸混合溶液，而后将步骤a)制得的添加剂加入到该酸混合溶液中，得到酸性制绒液；
c)制绒：将金刚线切割多晶硅片浸没入步骤b)所获得的酸性制绒液中进行制绒。
3.根据权利要求1所述的金刚线切割多晶硅片专用酸制绒添加剂，其特征在于：所述步骤b)中，氢氟酸的重量含量为5-35%， 硝酸的重量含量为25-65%。
4.根据权利要求1所述的金刚线切割多晶硅片专用酸制绒添加剂，其特征在于：所述步骤b)中，添加剂的重量含量为0.2-2%。
5.根据权利要求1所述的金刚线切割多晶硅片专用酸制绒添加剂，其特征在于：所述的步骤c)中，制绒过程中的制绒温度为3-15℃，制绒时间为20-180s。
6.根据权利要求1所述的金刚线切割多晶硅片专用酸制绒添加剂，其特征在于：所述的步骤c)中，制绒过程中的制绒温度3-10℃，制绒时间为25-100s。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109355711A (zh) * 2018-12-18 2019-02-19 张占香 一种用于金刚线切割多晶硅片的制绒添加剂及其应用
CN111321471A (zh) * 2019-03-25 2020-06-23 杭州飞鹿新能源科技有限公司 一种低减重的单晶硅制绒添加剂及其应用

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