CN111057468A - 一种perc电池酸抛光添加剂及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PERC电池酸抛光添加剂，组分包括脂肪醇聚氧乙烯醚、酒石酸、二甲基亚砜、螯合剂，余量为去离子水。本发明还公开了一种PERC电池酸抛光工艺，在去离子水中配置酸腐蚀液，所述酸腐蚀液中酸组分包括氢氟酸、硝酸、硫酸；所述酸腐蚀液中酸组分总的质量百分含量为60％～80％；选取适量酸抛光添加剂，加入到酸腐蚀液中，混合反应后，配成抛光液。将单晶硅片浸入到所述抛光液中进行抛光，温度控制在6℃～15℃，时间控制在30s～120s。添加本发明的酸抛光添加剂后可以有效减少抛光液的酸组分用量，降低成本的同时减少对环境的污染且实现了低酸浓度下达到优异的抛光效果。

Description

一种PERC电池酸抛光添加剂及工艺
技术领域
本发明属于PERC电池背抛光工艺领域，具体的涉及一种PERC电池酸抛光添加剂及工艺。
背景技术
太阳能电池发电具有重大的应用前景，目前光伏行业的发展趋势为提效和降本，而常规结构电池的效率已无较大提升空间，高效晶硅电池成为市场研发的主流。单晶PERC电池技术是目前在市场上流行起来的一种高效太阳能电池技术，该技术产品开压高、效率高、封装损失低以及具有更好的弱光响应，是抢占市场的战略性产品。PERC电池背钝化技术，首先是在电池背表面沉积一层Al2O3膜，主要通过Al2O3膜富含负电荷的特性对硅片背表面实现良好的钝化效果，然后在背面钝化叠层膜上进行激光开槽，在开槽后的钝化膜上印刷电极，通过激光开槽使金属电极能够与硅形成良好的欧姆接触，使光生载流子得到更有效收集。PERC电池背钝化技术对电性能的贡献主要体现在短路电流和开路电压的大幅度提升，能够在成本持平的基础上最大化提高电池片的性能。
在太阳能电池片PERC电池工艺的制备过程中，对硅片背面进行抛光可以更有效地提高太阳能电池片的性能。抛光后硅片背表面平坦，可以增加太阳光谱中长波波段的光在硅片背表面的二次反射，增加透射光返回硅片内部的二次吸收，提升了IQE，增加了输出电流；同时抛光后硅片背表面比表面积减小，从而降低了背面光生载流子的复合，提升了少子寿命，同时提升了钝化效果。
目前行业内常用的抛光方式有酸抛光与碱抛光两种，碱抛光需要在产线原有基础上增加抛光设备；而酸抛光无需增加设备，可以在链式设备上直接进行，需要对工艺进行优化。然而，现有酸抛光工艺中抛光液的酸组分用量过大，对环境不够
为了更有效地降低成本，本发明提供了一种用于单晶PERC电池酸抛光添加剂及工艺，期望低酸浓度下实现优异的抛光效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：一种用于单晶PERC电池酸抛光添加剂及工艺，期望低酸浓度下实现优异的抛光效果。
为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了一种PERC电池酸抛光添加剂，组分包括脂肪醇聚氧乙烯醚、酒石酸、二甲基亚砜、螯合剂，余量为去离子水。
优选的，各组分的质量百分比为：
脂肪醇聚氧乙烯醚0.1％～2.0％，
酒石酸1.0％～5.0％，
二甲基亚砜2.0％～8.0％，
螯合剂0.5％～2.0％，
去离子水83.0％～96.4％。
优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为仲辛醇聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚中的一种或两种组合。
优选的，所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠、氨基三亚甲基膦酸、氨基三甲叉膦酸、二乙撑三胺五乙酸中的一种或几种的组合。
本发明还公开了一种PERC电池酸抛光工艺，在去离子水中配置酸腐蚀液，所述酸腐蚀液中酸组分包括氢氟酸、硝酸、硫酸；所述酸腐蚀液中酸组分总的质量百分含量为60％～80％；选取适量酸抛光添加剂，加入到酸腐蚀液中，混合反应后，配成抛光液。
优选的，所述酸腐蚀液中氢氟酸的质量百分比为10～25％，硝酸的质量百分比为30～50％，硫酸的质量百分比为10～20％。
优选的，所述酸抛光添加剂占抛光液质量百分比为1.0％～3.0％。
优选的，将单晶硅片浸入到所述抛光液中进行抛光，温度控制在6℃～15℃，时间控制在30s～120s。
与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：
1.添加本发明的酸抛光添加剂后可以有效减少抛光液的酸组分用量，降低成本的同时减少对环境的污染且实现了低酸浓度下达到优异的抛光效果。
2.采用本发明工艺得到的硅片表面抛光面的反射率较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中制得硅片抛光面的SEM图。
图2为本发明实施例中制得硅片抛光面的反射光谱。
图3为本发明酸抛光添加剂使用前后酸耗对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例
如图1-3所示：
一种PERC电池酸抛光添加剂，组分包括脂肪醇聚氧乙烯醚、酒石酸、二甲基亚砜、螯合剂，余量为去离子水。
各组分的质量百分比为：
脂肪醇聚氧乙烯醚0.1％～2.0％，
酒石酸1.0％～5.0％，
二甲基亚砜2.0％～8.0％，
螯合剂0.5％～2.0％，
去离子水83.0％～96.4％。
所述脂肪醇聚氧乙烯醚为仲辛醇聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚中的一种或两种组合。
所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠、氨基三亚甲基膦酸、氨基三甲叉膦酸、二乙撑三胺五乙酸中的一种或几种的组合。
本实施例的PERC电池酸抛光工艺，在去离子水中配置酸腐蚀液，所述酸腐蚀液中酸组分包括氢氟酸、硝酸、硫酸；所述酸腐蚀液中酸组分总的质量百分含量为60％～80％；选取适量酸抛光添加剂，加入到酸腐蚀液中，混合反应后，配成抛光液。
所述酸腐蚀液中氢氟酸的质量百分比为10～25％，硝酸的质量百分比为30～50％，硫酸的质量百分比为10～20％。
所述酸抛光添加剂占抛光液质量百分比为1.0％～3.0％。
将单晶硅片浸入到所述抛光液中进行抛光，温度控制在6℃～15℃，时间控制在30s～120s。
在有些实施例中：单晶PERC电池酸抛光工艺包括以下步骤：
(1)配置酸溶液：依次将172ml质量浓度为49％的HF、343ml质量浓度为65％的HNO3、177ml质量浓度为98％的H2SO4和308ml去离子水混合均匀，配置成酸腐蚀液；
所述酸溶液通过降温系统降温处理，温度控制在6℃～15℃；
(2)配置酸抛光添加剂：依次将1g仲辛醇聚氧乙烯醚、2g酒石酸、5g二甲基亚砜和0.5g二乙撑三胺五乙酸加入到91.5g去离子水中，混合均匀配置成酸抛光添加剂；
(3)配置抛光液：在所述1L酸溶液中加入20g酸抛光添加剂；
(4)将单晶硅片浸入抛光液中进行表面抛光，抛光温度为11℃，抛光时间为45s。
图1给出了抛光后的硅片抛光面的SEM图，从图中可以看到硅片表面形成了均匀平滑的抛光面结构。
图2给出抛光后硅片表面抛光面的反射光谱，从图中可以看到，本发明得到的硅片表面抛光面的反射率较高，在350-1100nm波长范围内的平均反射率高于35％。
图3给出了本发明酸抛光添加剂使用前后酸耗对比图，从图中可以看出：酸抛光添加剂的使用可以降低酸耗。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种PERC电池酸抛光添加剂，其特征在于：组分包括脂肪醇聚氧乙烯醚、酒石酸、二甲基亚砜、螯合剂，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种PERC电池酸抛光添加剂，其特征在于：各组分的质量百分比为：
脂肪醇聚氧乙烯醚0.1％～2.0％，
酒石酸1.0％～5.0％，
二甲基亚砜2.0％～8.0％，
螯合剂0.5％～2.0％，
去离子水83.0％～96.4％。
3.根据权利要求2所述的一种PERC电池酸抛光添加剂，其特征在于：所述脂肪醇聚氧乙烯醚为仲辛醇聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚中的一种或两种组合。
4.根据权利要求2所述的一种PERC电池酸抛光添加剂，其特征在于：所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠、氨基三亚甲基膦酸、氨基三甲叉膦酸、二乙撑三胺五乙酸中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1或2所述的一种PERC电池酸抛光工艺，其特征在于：在去离子水中配置酸腐蚀液，所述酸腐蚀液中酸组分包括氢氟酸、硝酸、硫酸；所述酸腐蚀液中酸组分总的质量百分含量为60％～80％；选取适量酸抛光添加剂，加入到酸腐蚀液中，混合反应后，配成抛光液。
6.根据权利要求5所述的一种PERC电池酸抛光工艺，其特征在于：所述酸腐蚀液中氢氟酸的质量百分比为10～25％，硝酸的质量百分比为30～50％，硫酸的质量百分比为10～20％。
7.根据权利要求5所述的一种PERC电池酸抛光工艺，其特征在于：所述酸抛光添加剂占抛光液质量百分比为1.0％～3.0％。
8.根据权利要求5所述的一种PERC电池酸抛光工艺，其特征在于：将单晶硅片浸入到所述抛光液中进行抛光，温度控制在6℃～15℃，时间控制在30s～120s。
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