CN108004597A - 一种多晶硅制绒添加剂及其制绒方法 - Google Patents
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Abstract
一种多晶硅制绒添加剂，包括含有硝酸、氢氟酸成分的制绒剂，所述制绒剂中添加有制绒抑制剂，所述制绒抑制剂中包含质量百分比为：二乙醇胺（CalBlend ECO‑1）5~10%，聚乙烯醇5~10%，二羧酸(C4‑C6)3~8%，去离子水70~85%的组分，本发明通过制绒抑制剂的添加进行选择性抑制腐蚀液对腐蚀坑侧壁的腐蚀，减缓腐蚀液对腐蚀坑侧壁的腐蚀，从而使蠕虫状结构腐蚀坑宽度减小，腐蚀坑更加细小密集（如附图），与现有技术相比，本发明制备的腐蚀坑较常规酸制绒蠕虫状结构腐蚀坑宽度降低1~2um，本发明通过抑制正电荷密度较小的腐蚀坑侧壁细化硅片表面蠕虫状腐蚀坑，从而降低硅片表面反射率。
Description
技术领域
本发明涉及一种多晶硅制绒添加剂及其制绒方法，属于多晶硅太阳能电池制绒工艺。
背景技术
多晶硅太阳能电池效率的提升受制于表面反射率的降低，降低表面反射率是提高多晶太阳能电池效率的关键，多晶硅太阳电池一般采用常规酸制绒工艺方法制绒，即采用硝酸和氢氟酸的混合溶液对多晶硅的表面进行氧化还原腐蚀，腐蚀出蠕虫状结构腐蚀坑。但这种制绒工艺方法使硅片表面正电荷随腐蚀坑表面曲率不同，进而选择性的对腐蚀坑的侧壁进行腐蚀，导致硅片表面腐蚀坑的均匀性较差，具体来讲存在以下不足之处：第一，制绒后的腐蚀坑尺寸较大，导致硅片表面反射率较高，即使通过调整腐蚀液酸的配比来达到降低反射率的目的，也会带来硅片表面严重的黑丝/暗纹，影响电池片外观及光电转换效率，无法实现提升多晶硅电池效率的目的；第二，常规酸制绒工艺方法形成的腐蚀坑均匀性较差，沉积氮化硅减反射膜之后的多晶太阳电池表面色差较大，不仅影响电池片外观还易导致电池片对光的吸收局域化，进而影响太阳能电池的可靠性及使用寿命。
发明内容
针对常规多晶硅太阳能电池酸制绒技术的缺陷，本专利的目的是通过在传统制绒剂中添加制绒抑制剂，细化硅片表面蠕虫状腐蚀坑，降低硅片表面反射率，同时通过优化后道工序可达到提高太阳能电池短路电流，提升光电转换效率；优化腐蚀坑的均匀性，改善太阳电池表面色差并降低太阳能电池吸光的不均匀性，提升电池品质及使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多晶硅制绒添加剂，包括含有硝酸、氢氟酸成分的制绒剂，所述制绒剂中添加有制绒抑制剂，所述制绒抑制剂中包含质量百分比为：二乙醇胺（CalBlend ECO-1）5~10%，聚乙烯醇5~10%，二羧酸(C4-C6)3~8%，去离子水70~85%的组分。
优选的，所述制绒剂中硝酸、氢氟酸与制绒抑制剂的体积百分比为25：5.5：20：1。
上述技术方案的有益效果在于：通过制绒抑制剂的添加进行选择性抑制腐蚀液对腐蚀坑侧壁的腐蚀，减缓腐蚀液对腐蚀坑侧壁的腐蚀，从而使蠕虫状结构腐蚀坑宽度减小，腐蚀坑更加细小密集（如附图），与现有技术相比，本发明制备的腐蚀坑较常规酸制绒蠕虫状结构腐蚀坑宽度降低1~2um，本发明通过抑制正电荷密度较小的腐蚀坑侧壁细化硅片表面蠕虫状腐蚀坑，从而降低硅片表面反射率。
为了进一步提升光电转换效率；优化腐蚀坑的均匀性，改善太阳电池表面色差并降低太阳能电池吸光的不均匀性，提升电池品质及使用寿命，本发明提供一种多晶硅添加剂制绒方法，包括以下步骤：
A按照质量百分比：二乙醇胺（CalBlend ECO-1）5~10%，聚乙烯醇5~10%，二羧酸(C4-C6)3~8%，去离子水70~85%配置制绒抑制剂；
B按照体积百分比：硝酸：氢氟酸：去离子水：制绒抑制剂=25：5.5：20：1，配置制绒剂；
C采用多晶硅酸制绒法利用步骤B制备的制绒剂进行制绒；
D将步骤C制绒后的多晶硅进行碱液浸泡；本技术方案的有益效果在于去除表面的多孔硅结构、中和残留在硅片表面的酸腐蚀液。
E将步骤D制备的多晶硅进行酸液浸泡；本技术方案的有益效果在于经过后道的酸液浸泡可以去除硅片表面金属杂质、中和表面残留的碱、去除硅片表面氧化层，形成疏水表面。
优选的，所述步骤D中的碱液为按照体积百分比：氢氧化钾：去离子水=2.5:1配置的碱溶液。
优选的，所述步骤E中的酸液为按照体积百分比：氢氟酸：盐酸：去离子水=1:4.5:2.5配置的酸溶液。
附图说明
为对本专利做进一步说明，以下将结合附图对本专利的方法及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利的目的、特征和效果。
图1所示为常规酸制绒在多晶硅表面形成的绒面结构。
图2所示为本专利实施例制备的绒面结构。
具体实施方式
一种多晶硅添加剂制绒方法，包括以下步骤：
A用双氧水、氨水、氢氟酸、水或清洗剂、氢氟酸、水按一定比例混合的药液浸泡制绒槽，将制绒槽中未清洗掉的脏污清除;
B按照质量百分比：二乙醇胺（CalBlend ECO-1）5~10%，聚乙烯醇5~10%，二羧酸(C4-C6)3~8%，去离子水70~85%配置制绒抑制剂；按照体积百分比：硝酸：氢氟酸：去离子水：制绒抑制剂=25：5.5：20：1，将制绒抑制剂与硝酸、氢氟酸混合均匀配置制绒剂；
C采用多晶硅酸制绒法利用步骤B制备的制绒剂进行制绒；
D将步骤C制绒后的多晶硅进行碱液浸泡，所述碱液为按照体积百分比：氢氧化钾：去离子水=2.5:1配置的碱溶液；本技术方案的有益效果在于去除表面的多孔硅结构、中和残留在硅片表面的酸腐蚀液。
E将步骤D制备的多晶硅进行酸液浸泡，所述酸液为按照体积百分比：氢氟酸：盐酸：去离子水=1:4.5:2.5配置的酸溶液，经过后道的酸液浸泡可以去除硅片表面金属杂质、中和表面残留的碱、去除硅片表面氧化层，形成疏水表面。
F烘干。
从附图2与附图1对比中可以看出，本发明制备的多晶硅表面蠕虫状腐蚀坑较常规酸制绒方法制备的腐蚀坑（图1）更加均匀细小、密集，更有利于对光子的捕获而造成陷光效果，增加折射，提升对光的利用率，降低反射率，实验数据表明，与传统酸制绒工艺相比反射率降低1~2%，短路电流可提升25~45mA，效率提升0.05~0.08%，显著降低工艺色差不良占比。
显而易见，以上描述了本专利的实施示范例，任何在本发明所提供工艺或原理上的简单改进均属于本专利的保护范围。
Claims (5)
1.一种多晶硅制绒添加剂，包括含有硝酸、氢氟酸成分的制绒剂，其特征在于所述制绒剂中添加有制绒抑制剂，所述制绒抑制剂中包含质量百分比为：二乙醇胺（CalBlend ECO-1）5~10%，聚乙烯醇5~10%，二羧酸(C4-C6)3~8%，去离子水70~85%的组分。
2.根据权利要求1所述的一种多晶硅制绒添加剂，其特征在于所述制绒剂中硝酸、氢氟酸与制绒抑制剂的体积百分比为25：5.5：20：1。
3.一种多晶硅添加剂制绒方法，其特征在于包括以下步骤
A按照质量百分比：二乙醇胺（CalBlend ECO-1）5~10%，聚乙烯醇5~10%，二羧酸(C4-C6)3~8%，去离子水70~85%配置制绒抑制剂；
B按照体积百分比：硝酸：氢氟酸：去离子水：制绒抑制剂=25：5.5：20：1，配置制绒剂；
C采用多晶硅酸制绒法利用步骤B制备的制绒剂进行制绒；
D将步骤C制绒后的多晶硅进行碱液浸泡；
E将步骤D制备的多晶硅进行酸液浸泡。
4.根据权利要求3所述的一种多晶硅添加剂制绒方法，其特征在于所述步骤D中的碱液为按照体积百分比：氢氧化钾：去离子水=2.5:1配置的碱溶液。
5.根据权利要求3所述的一种多晶硅添加剂制绒方法，其特征在于所述步骤E中的酸液为按照体积百分比：氢氟酸：盐酸：去离子水=1:4.5:2.5配置的酸溶液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180508 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |