CN113529173B - 制备多层金字塔单晶硅绒面的两步制绒添加剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池单晶硅片表面处理技术领域。一种制备多层金字塔单晶硅绒面的两步制绒添加剂，包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂A包括以下按质量百分比计算的组分：吐温0.02‑5%、苯甲酸钠0.1‑4.0%、硅酸钠0.12‑8.0%以及余量的水；所述添加剂B包括以下按质量百分比计算的组分：为蛋白胨0.01‑10%、葡萄糖0.01‑10.0%、月桂醇聚氧乙烯醚0.01‑10%、苯甲酸钠0.01‑10%、吡啶0.01‑10%以及余量的水。本发明两步制绒添加剂应用于单晶硅两步制绒工艺中，可形成更有利于吸收太阳光的多层金字塔结构单晶硅绒面，绒面具有更低的太阳光反射率值。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池单晶硅片表面处理技术领域，具体涉及一种制备多层金字塔单晶硅绒面的两步制绒添加剂及其应用。
背景技术
目前光伏发电已经逐步成为我国电力生产行业重点发展方向，平价上网推动了太阳能电池片的技术革新，单晶硅太阳能电池的生产制造过程中的首要重点环节就是在硅片表面制造起伏不平的绒面即单晶硅制绒，利用陷光原理，增加硅片对太阳光的吸收，从而提高短路电流，增加比表面积，最终提高太阳能电池的光电转换效率。目前的单晶硅片制绒工艺得到的绒面大多数为金字塔结构，但现有的单晶硅制绒绒面形貌太阳光反射率值较高，太阳能电池的光电转换效率低。因此，需要对单晶硅制绒绒面形貌进行进一步的研究，获得到更有利于吸收太阳光的绒面形貌，从而得到更低的太阳光反射率值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备多层金字塔单晶硅绒面的两步制绒添加剂，该两步制绒添加剂应用于单晶硅两步制绒工艺中，可形成更有利于吸收太阳光的多层金字塔结构单晶硅绒面，绒面具有更低的太阳光反射率值。
本发明的技术方案如下：
一种制备多层金字塔单晶硅绒面的两步制绒添加剂，包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂A包括以下按质量百分比计算的组分：吐温0.02-5%、苯甲酸钠0.1-4.0%、硅酸钠0.12-8.0%以及余量的水；所述添加剂B包括以下按质量百分比计算的组分：蛋白胨0.01-10%、葡萄糖0.01-10.0%、月桂醇聚氧乙烯醚0.01-10%、苯甲酸钠0.01-10%、吡啶0.01-10%以及余量的水。
一种权利要求1所述的两步制绒添加剂的应用，用于单晶硅两步制绒工艺中，所述添加剂A添加于第一步制绒工艺中，所述添加剂B添加于第二步制绒工艺中，以制备多层金字塔结构的单晶硅绒面。
进一步的，所述单晶硅两步制绒工艺，包括以下步骤：
S1.将浓度为1-10wt%的碱性溶液与添加剂A混合，形成第一反应液，将清洗后的单晶硅片置于所述第一反应液中进行第一步制绒；
S2.处理后的单晶硅片放入水中清洗；
S3.将浓度为1-10wt%的碱性溶液与添加剂B混合，形成第二反应液，将步骤S2所得的单晶硅片置于所述第二反应液中进行第二步制绒，即得多层金字塔结构的单晶硅绒面。
进一步的，所述添加剂A在第一步制绒工艺中的添加量为0.1-10wt%，反应时间为100-600s，反应温度为75-85℃。
进一步的，所述添加剂B在第二步制绒工艺中的添加量为0.1-10wt%，反应时间为60-180s，反应温度为75-85℃
进一步的，步骤S2中，清洗时间为60-180s，清洗温度为10-40℃。
进一步的，所述碱性溶液中的碱包括有机碱和无机碱。
进一步的，所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
进一步的，所述有机碱为四甲基氢氧化铵、乙二胺、乙三胺、甲二胺、四丁基氢氧化铵中的一种。
本发明具有如下有益效果：
本发明两步制绒添加剂应用于单晶硅两步制绒工艺中可形成多层金字塔结构单晶硅绒面；添加剂A添加于第一步制绒工艺中，有利于在单晶硅表面生长出均匀的金字塔结构，增加硅片对太阳光的吸收；添加剂B添加于第二步制绒工艺中，有利于在单晶硅表面生长出多层金字塔结构。
采用本发明两步制绒添加剂，通过单晶硅两步制绒工艺制备而成的多层金字塔结构单晶硅绒面，可大大提高硅片的陷光性，使硅片更有利于太阳光的吸收，制绒后硅片反射率达到8.50%（D8反射率测试仪测试，选用波段为350-1050纳米），绒面具有更低的太阳光反射率值，从而大大提高了太阳能电池的光电转换效率。
附图说明
图1为本发明实施例中单晶硅两步制绒得到的多层金字塔结构的扫描电镜平面图；
图2为本发明对比例中单晶硅制绒的金字塔结构的扫描电镜平面图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
一种制备多层金字塔单晶硅绒面的两步制绒添加剂，包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂A包括以下按质量百分比计算的组分：吐温2%、苯甲酸钠1%、硅酸钠2.3%以及余量的水；所述添加剂B包括以下按质量百分比计算的组分：为蛋白胨5%、葡萄糖3.6%、月桂醇聚氧乙烯醚4.5%、苯甲酸钠2.1%、吡啶3%以及余量的水。
一种单晶硅两步制绒工艺，包括以下步骤：
S1.将浓度为10wt%的氢氧化钠溶液与添加剂A混合，形成第一反应液，将清洗后的单晶硅片置于所述第一反应液中进行第一步制绒，所述添加剂A在第一步制绒工艺中的添加量为2wt%，反应时间为480s，反应温度为80℃。
S2.处理后的单晶硅片放入水中清洗，清洗时间为120s，清洗温度为30℃；
S3.将浓度为10wt%的氢氧化钠溶液与添加剂B混合，形成第二反应液，将步骤S2所得的单晶硅片置于所述第二反应液中进行第二步制绒，所述添加剂B在第二步制绒工艺中的添加量为5wt%，反应时间为120s，反应温度为80℃，所得多层金字塔结构的单晶硅绒面如图1所示，最低反射率为8.50%（D8反射率测试仪测试，选用波段为350-1050纳米）。
实施例2
一种制备多层金字塔单晶硅绒面的两步制绒添加剂，包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂A包括以下按质量百分比计算的组分：吐温0.025%、苯甲酸钠0.1%、硅酸钠8.0%以及余量的水；所述添加剂B包括以下按质量百分比计算的组分：为蛋白胨0.01%、葡萄糖10.0%、月桂醇聚氧乙烯醚0.01%、苯甲酸钠10%、吡啶0.01%以及余量的水。
一种单晶硅两步制绒工艺，包括以下步骤：
S1.将浓度为10wt%的氢氧化钾溶液与添加剂A混合，形成第一反应液，将清洗后的单晶硅片置于所述第一反应液中进行第一步制绒，所述添加剂A在第一步制绒工艺中的添加量为10wt%，反应时间为100s，反应温度为75℃。
S2.处理后的单晶硅片放入水中清洗，清洗时间为60s，清洗温度为10℃；
S3.将浓度为10wt%的氢氧化钾溶液与添加剂B混合，形成第二反应液，将步骤S2所得的单晶硅片置于所述第二反应液中进行第二步制绒，所述添加剂B在第二步制绒工艺中的添加量为10wt%，反应时间为60s，反应温度为755℃，即得多层金字塔结构的单晶硅绒面。
实施例3
一种制备多层金字塔单晶硅绒面的两步制绒添加剂，包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂A包括以下按质量百分比计算的组分：吐温5%、苯甲酸钠4.0%、硅酸钠0.12%以及余量的水；所述添加剂B包括以下按质量百分比计算的组分：为蛋白胨0.01%、葡萄糖10.0%、月桂醇聚氧乙烯醚0.01%、苯甲酸钠0.01%、吡啶10%以及余量的水。
一种单晶硅两步制绒工艺，包括以下步骤：
S1.将浓度为10wt%的四甲基氢氧化铵溶液与添加剂A混合，形成第一反应液，将清洗后的单晶硅片置于所述第一反应液中进行第一步制绒，所述添加剂A在第一步制绒工艺中的添加量为0.1t%，反应时间为600s，反应温度为85℃。
S2.处理后的单晶硅片放入水中清洗，清洗时间为180s，清洗温度为40℃；
S3.将浓度为10wt%的四甲基氢氧化铵溶液与添加剂B混合，形成第二反应液，将步骤S2所得的单晶硅片置于所述第二反应液中进行第二步制绒，所述添加剂B在第二步制绒工艺中的添加量为10wt%，反应时间为180s，反应温度为85℃，即得多层金字塔结构的单晶硅绒面。
对比例
一种单晶硅制绒工艺，包括以下步骤：
S1.将质量百分比为1-10%的NaOH溶液与单晶硅制绒添加剂混合形成反应液，将经过清洗的单晶硅片放置于该反应液中进行制绒，反应时间为100-600秒，清洗温度为75-85摄氏度；
S2.在步骤S1所得反应液中加入的单晶硅制绒添加剂为西安蓝桥新能源科技有限公司生产“Mono RW 606”快速制绒添加剂，加入量为0.1-1.0%；
S3.将经过上述处理后的单晶硅片放入去离子水中清洗，清洗时间为60-180秒，清洗温度为10-40摄氏度，所得金字塔结构的单晶硅绒面如图2所示，反射率为，9.5%（D8反射率测试仪测试，选用波段为350-1050纳米）。
Claims (9)
1.一种制备多层金字塔单晶硅绒面的两步制绒添加剂，其特征在于，包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂A包括以下按质量百分比计算的组分：吐温0.02-5%、苯甲酸钠0.1-4.0%、硅酸钠0.12-8.0%以及余量的水；所述添加剂B包括以下按质量百分比计算的组分：为蛋白胨0.01-10%、葡萄糖0.01-10.0%、月桂醇聚氧乙烯醚0.01-10%、苯甲酸钠0.01-10%、吡啶0.01-10%以及余量的水。
2.一种权利要求1所述的两步制绒添加剂的应用，其特征在于，用于单晶硅两步制绒工艺中，所述添加剂A添加于第一步制绒工艺中，所述添加剂B添加于第二步制绒工艺中，以制备多层金字塔结构的单晶硅绒面。
3.根据权利要求2所述的两步制绒添加剂的应用，其特征在于，所述单晶硅两步制绒工艺，包括以下步骤：
S1.将浓度为1-10wt%的碱性溶液与添加剂A混合，形成第一反应液，将清洗后的单晶硅片置于所述第一反应液中进行第一步制绒；
S2.处理后的单晶硅片放入水中清洗；
S3.将浓度为1-10wt%的碱性溶液与添加剂B混合，形成第二反应液，将步骤S2所得的单晶硅片置于所述第二反应液中进行第二步制绒，即得多层金字塔结构的单晶硅绒面。
4.根据权利要求3所述的两步制绒添加剂的应用，其特征在于，所述添加剂A在第一步制绒工艺中的添加量为0.1-10wt%，反应时间为100-600s，反应温度为75-85℃。
5.根据权利要求3所述的两步制绒添加剂的应用，其特征在于，所述添加剂B在第二步制绒工艺中的添加量为0.1-10wt%，反应时间为60-180s，反应温度为75-85℃。
6.根据权利要求3所述的两步制绒添加剂的应用，其特征在于，步骤S2中，清洗时间为60-180s，清洗温度为10-40℃。
7.根据权利要求3所述的两步制绒添加剂的应用，其特征在于，所述碱性溶液中的碱包括有机碱和无机碱。
8.根据权利要求7所述的两步制绒添加剂的应用，其特征在于，所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
9.根据权利要求7所述的两步制绒添加剂的应用，其特征在于，所述有机碱为四甲基氢氧化铵、乙二胺、乙三胺、甲二胺、四丁基氢氧化铵中的一种。
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