CN107936849A - 一种抛光液及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抛光液及其制备方法和应用，以质量百分含量计，抛光液由以下组分组成：无机碱性化合物1～20％，添加剂0.1～1％，余量为去离子水；添加剂由以下组分组成：异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.01～0.5％，烷基多糖苷0.5～5％，余量为去离子水；制备方法：1)按照添加剂中各组分的质量占比称取各组分，然后将各组分相混合，即得添加剂；2)按照抛光液中各组分的质量占比称取各原料，先将无机碱性化合物加入去离子水中，然后再与步骤(1)制备的添加剂相混合，即得抛光液；应用：抛光液在金刚线切割多晶硅片后抛光过程中的应用；本发明的抛光液具有使被处理后的多晶硅减薄量极少，还能间接地提升光电转化率。

Description

一种抛光液及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及金刚线切割多晶硅片后的抛光处理，具体涉及一种抛光液及其制备方法和应用。

背景技术

降本提效是光伏从业者孜孜不倦的追求。在硅片端，金刚线切片技术已展现出很大的优势，单晶硅片凭借金刚线切割技术的大规模应用，制造成本大幅降低，多晶市场由此受到挤压，使得多晶硅片降本压力进一步增大。然而，多晶硅片在使用金刚线切割时，经过抛光处理后，表面反射率更高并有明显的线痕等外观缺陷，严重降低电池效率，阻碍了金刚线切多晶硅片的大规模推广。

常规的硅片表面抛光或制绒，主要是采用NaOH/异丙醇(IPA)体系，虽然具有一定的效果，但异丙醇对人体有危害，会造成环境污染，且抛光效果也不理想(例如抛光速度较快，抛光后的多晶硅的反射率仍较高)，因此，本领域的技术人员急需寻求一种既能够对环境友善又能够实现较好的抛光效果的抛光液。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种对环境友善、降低抛光速率以及有利于后续对多晶硅进行黑硅等技术处理的抛光液。

本发明同时还提供了了一种抛光液的制备方法。

本发明同时又提供了一种抛光液在金刚线切割多晶硅片后抛光过程中的应用。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：

一种抛光液，用于金刚线切割多晶硅后的抛光处理，以质量百分含量计，所述抛光液由以下组分组成：无机碱性化合物1～20％，添加剂0.1～1％，余量为去离子水；

其中，以质量百分含量计，所述添加剂由以下组分组成：异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.01～0.5％，烷基多糖苷0.5～5％，余量为去离子水。

优选地，以质量百分含量计，所述抛光液由以下组分组成：无机碱性化合物5～15％，添加剂0.1～0.6％，余量为去离子水。更优选地，以质量百分含量计，所述抛光液由以下组分组成：无机碱性化合物8～12％，添加剂0.1～0.3％，余量为去离子水。

根据上述方案的一些优选方面，以质量百分含量计，所述添加剂由异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.01～0.3％，烷基多糖苷0.5～3％，余量为去离子水。更优选地，以质量百分含量计，所述添加剂由异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.01～0.1％，烷基多糖苷0.5～3％，余量为去离子水。

在本发明的一些具体实施方式中，所述无机碱性化合物为氨水、硅酸钠、硼酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠和磷酸钠中的一种或多种的组合。

根据本发明的一些优选方面，所述异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的聚合度为3～5。

根据本发明的一些优选方面，所述烷基多糖苷由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖按摩尔比1:1合成，所述可再生资源天然脂肪醇的碳链长度为8～10。

本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的抛光液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)添加剂的制备：按照所述添加剂中各组分的质量占比称取各组分，然后将各组分相混合，搅拌，即得；

(2)抛光液的制备：按照所述抛光液中各组分的质量占比称取所述无机碱性化合物、所述步骤(1)制备的添加剂和所述去离子水，先将所述无机碱性化合物加入所述去离子水中，然后再与所述步骤(1)制备的添加剂相混合，即得。

本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的抛光液在金刚线切割多晶硅片后抛光过程中的应用。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明以特定比例的异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基多糖苷复配构成的添加剂，进而与无机碱性化合物混合作用于金刚线切割后的多晶硅，既降低了多晶硅与碱的反应速率，又去除了多晶硅与碱反应产生的氢气和硅的络合物形成的‘掩膜’，同时还使得多晶硅的表面形成了微凸结构，有利于后续黑硅等技术处理，进而降低多晶硅的表面反射率，提升多晶硅的光电转化效率。

附图说明

图1为本发明抛光液未对多晶硅进行抛光处理时的金相显微镜图(放大50倍)；

图2为实施例1的抛光液对多晶硅进行抛光处理后的金相显微镜图(放大50倍)；

图3为实施例2的抛光液对多晶硅进行抛光处理后的金相显微镜图(放大50倍)。

具体实施方式

本发明所要解决的技术问题为克服金刚线切割多晶硅后，采用一般的抛光液对多晶硅抛光后造成的多晶硅诸多方面效果不理想的问题，诸如，多晶硅会过分减薄，造成多晶硅后续的使用不理想甚至造成电池效率的极大降低；多晶硅的反射率会进一步提高进而造成光电转换效率的急剧降低，本发明抛光液处理的多晶硅表面会形成微凸起结构，使其在后续进行黑硅处理中能够增大表面积，提升日光的吸收量，而且处理后多晶硅片的减薄量很小，几乎不会对后续的使用造成影响，同时本发明的抛光液对环境友好，符合社会大环境对可持续发展的要求。

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

下述实施例中，如无特殊说明，各组分原料均来自于商购。

异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯杭州甫洛生物科技有限公司AEP-98

烷基多糖苷无锡华格新材料有限公司APG0810

实施例1

将添加剂中各组分原料按以下质量百分比制备添加剂：

异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯 0.067％

烷基多糖苷 0.67％

去离子水 余量；

精确称取上述各原料投入反应釜中，于室温下，搅拌混合1小时后，制得浅黄色透明液体，即为本发明提供的添加剂，测定pH值：3.06。

然后，将添加剂、氢氧化钾、去离子水按如下质量百分比配制成抛光液：

氢氧化钾 8％

添加剂 0.11％

去离子水 余量；

先将氢氧化钾投入去离子水中，然后再与添加剂一起投入抛光槽中，循环混合均匀，即得本发明的抛光液，然后升温至80度，对多晶硅片(金相显微镜图1)进行抛光400秒，测得硅片减薄量为3.43％，多晶硅片表面呈微凸起结构(金相显微镜图2)。

实施例2

将添加剂中各组分原料按以下质量百分比制备添加剂：

异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯 0.02％

烷基多糖苷 1％

去离子水 余量；

精确称取上述各原料投入反应釜中，于室温下，搅拌混合1小时后，制得浅黄色透明液体，即为本发明提供的添加剂，测定pH值：3.96。

然后，将添加剂、氢氧化钾、去离子水按如下质量百分比配制成抛光液：

氢氧化钾 10％

添加剂 0.22％

去离子水 余量；

先将氢氧化钾投入去离子水中，然后再与添加剂一起投入抛光槽中，循环混合均匀，即得本发明的抛光液，然后升温至78度，对多晶硅片(金相显微镜图1)进行抛光400秒，测得硅片减薄量为3.14％，多晶硅片表面呈微凸起结构(金相显微镜图3)。

实施例3

将添加剂中各组分原料按以下质量百分比制备添加剂：

异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯 0.1％

烷基多糖苷 3％

去离子水 余量；

精确称取上述各原料投入反应釜中，于室温下，搅拌混合1小时后，制得浅黄色透明液体，即为本发明提供的添加剂，测定pH值：2.92。

然后，将添加剂、氢氧化钠、去离子水按如下质量百分比配制成抛光液：

氢氧化钠 15％

添加剂 0.5％

去离子水 余量；

先将氢氧化钠投入去离子水中，然后再与添加剂一起投入抛光槽中，循环混合均匀，即得本发明的抛光液，然后升温至78度，对多晶硅片(金相显微镜图1)进行抛光400秒，测得硅片减薄量为1.49％，多晶硅片表面呈微凸起结构。

对比例1

其基本同实施例1，其区别仅在于将异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯替换为耐碱渗透剂OEP。

测得硅片减薄量为6.63％，多晶硅片表面呈尖锥形状。

对比例2

其基本同实施例1，其区别仅在于将烷基多糖苷替换为其他的聚乙二醇型非离子表面活性剂。

测得硅片减薄量为6.02％，多晶硅片表面呈锯齿形状。

对比例3

其基本同实施例1，其区别仅在于将添加剂中异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯调整为0.6％，烷基多糖苷调整为6％；抛光液中：添加剂调整为6％。

测得硅片减薄量为0.47％，多晶硅片表面呈条纹形状，跟没抛光前基本相同，没有抛光效果。由测试效果可以发现，当添加剂加入量过多，反而抑制了抛光液的抛光处理。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抛光液，用于金刚线切割多晶硅后的抛光处理，其特征在于，以质量百分含量计，所述抛光液由以下组分组成：无机碱性化合物1～20％，添加剂0.1～1％，余量为去离子水；

其中，以质量百分含量计，所述添加剂由以下组分组成：异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.01～0.5％，烷基多糖苷0.5～5％，余量为去离子水。

2.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，以质量百分含量计，所述抛光液由以下组分组成：无机碱性化合物5～15％，添加剂0.1～0.6％，余量为去离子水。

3.根据权利要求2所述的抛光液，其特征在于，以质量百分含量计，所述抛光液由以下组分组成：无机碱性化合物8～12％，添加剂0.1～0.3％，余量为去离子水。

4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的抛光液，其特征在于，以质量百分含量计，所述添加剂由异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.01～0.3％，烷基多糖苷0.5～3％，余量为去离子水。

5.根据权利要求4所述的抛光液，其特征在于，以质量百分含量计，所述添加剂由异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.01～0.1％，烷基多糖苷0.5～3％，余量为去离子水。

6.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的抛光液，其特征在于，所述无机碱性化合物为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的聚合度为3～5。

8.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述烷基多糖苷由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖按摩尔比1:1合成，所述可再生资源脂肪醇的碳链长度为8-10。

9.一种权利要求1-8中任一项权利要求所述的抛光液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)添加剂的制备：按照所述添加剂中各组分的质量占比称取各组分，然后将各组分相混合，搅拌，即得；

(2)抛光液的制备：按照所述抛光液中各组分的质量占比称取所述无机碱性化合物、所述步骤(1)制备的添加剂和所述去离子水，先将所述无机碱性化合物加入所述去离子水中，然后再与所述步骤(1)制备的添加剂相混合，即得。

10.一种权利要求1-8中任一项权利要求所述的抛光液在金刚线切割多晶硅片后抛光过程中的应用。