CN115386302B - 一种硅片背抛光用添加剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅片背抛光用添加剂，其各组分的质量百分含量为：保护成分0.01～0.05%，加速成分1%～3%，选择性腐蚀剂0.1%～0.5%，余量为水。在单晶硅片背抛光的抛光液中添加本发明的添加剂，能使硅片背面的金字塔绒面变为塔基状，且能使塔基的边线和顶面变的粗糙，增加塔基的比表面积和粗糙度，这样更利于背面浆料与背抛绒面结构形成紧密接触，可提高丝网印刷过程中浆料对硅片的附着力，使浆料与硅片接触良好，从而降低背面光生载流子的复合，提升少子寿命，同时提升钝化效果，进而减少外观不良，效率也可提高，并满足TOPCon电池对背面抛光的需求。
Description
技术领域
本发明涉及光伏领域，具体涉及一种硅片背抛光用添加剂及其应用。
背景技术
目前，在太阳能电池的生产工艺中，常常对扩散后的硅片背面进行抛光处理。硅片背面绒面的金字塔结构经背抛后，仅保留了金字塔结构的塔基。目前背抛后的塔基都比较规整，塔基的顶面比较平整，塔基的边线也比较规整；这种背抛绒面结构会导致丝网印刷过程中浆料对硅片的附着力下降，若浆料与硅片接触不良，会使电池效率降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅片背抛光用添加剂及其应用，在单晶硅片背抛光的抛光液中添加本发明的添加剂，能使硅片背面的金字塔绒面变为塔基状，且能使塔基的边线和顶面变的粗糙，增加塔基的比表面积和粗糙度，这样更利于背面浆料与背抛绒面结构形成紧密接触，可提高丝网印刷过程中浆料对硅片的附着力，使浆料与硅片接触良好，从而降低背面光生载流子的复合，提升少子寿命，同时提升钝化效果，进而减少外观不良，效率也可提高，并满足TOPCon电池对背面抛光的需求。
为实现上述目的，本发明提供一种硅片背抛光用添加剂，其各组分的质量百分含量为：保护成分0.01～0.05%，加速成分1%～3%，选择性腐蚀剂0.1%～0.5%，余量为水。
优选的，所述保护成分选自乙烯基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷中的一种或几种。
优选的，所述加速成分选自4-羟基苯磺酸、3-氨基苯磺酸、2-氨基苯磺酸中的一种或几种。
优选的，所述选择性腐蚀剂选自椰油酰胺基丙基二甲基胺丙酸盐、异硬脂酰胺基吗啉乳酸盐、硬脂酰胺基丙基二甲基胺乳酸盐中的一种或几种。
优选的，所述水为去离子水。
本发明还提供一种硅片背抛光用抛光液，其含有碱液和上述的添加剂，添加剂与碱液的质量比为0.5～1.5:100。
优选的，所述碱液为NaOH溶液或KOH溶液。
优选的，所述NaOH溶液中NaOH的质量浓度为1.5%～4.5%，所述KOH溶液中KOH的质量浓度为2%～5%。
本发明还提供一种硅片背抛光方法，利用上述的抛光液对单晶硅片进背抛光。
优选的，背抛光的温度控制在50～70℃，时间控制在120～300s。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种硅片背抛光用添加剂及其应用，在单晶硅片背抛光的抛光液中添加本发明的添加剂，能使硅片背面的金字塔绒面变为塔基状，且能使塔基的边线和顶面变的粗糙，增加塔基的比表面积和粗糙度，这样更利于背面浆料与背抛绒面结构形成紧密接触，可提高丝网印刷过程中浆料对硅片的附着力，使浆料与硅片接触良好，从而降低背面光生载流子的复合，提升少子寿命，同时提升钝化效果，进而减少外观不良，效率也可提高，并满足TOPCon电池对背面抛光的需求。
单晶硅片在抛光液中硅片表面带负电荷，选择性腐蚀剂（椰油酰胺基丙基二甲基胺丙酸盐、异硬脂酰胺基吗啉乳酸盐、硬脂酰胺基丙基二甲基胺乳酸盐）作为一种胺盐阳离子表面活性剂可以通过库伦力吸附于硅片表面进行，且可以形成选择性吸附，能改变碱对硅片的各向异性腐蚀，具有选择性腐蚀效果。
选择性腐蚀剂，其选择性的吸附在金字塔的塔尖较多，由于吸附抑制反应的作用，导致塔尖处反应慢，形成稍钝的锯齿状；而相对于塔尖的塔基处则选择性吸附的较少，所以塔基处反应较塔尖快，塔基形成类似花边的锯齿形貌；最终可使塔基的边线和顶面变的粗糙。
保护成分水解后的硅羟基可与单晶硅正面的二氧化硅表面羟基缩合，通过与二氧化硅表面吸附的作用，抑制了抛光过程中碱液对二氧化硅的腐蚀作用，通过化学吸附保护了硅片的正面不被腐蚀，进而对PN结的氧化层进行保护。
加速成分能提高OH-对硅片背面的腐蚀，由于加速成分试剂中都含有共轭大Π键，所以可以促进反应的进行，可以在低碱浓度下实现良好的抛光效果。
加速成分在体系中也起到稳定体系的作用。
附图说明
图1是实施例1背抛光后硅片背面的形貌图；
图2是实施例2背抛光后硅片背面的形貌图；
图3是对比例1背抛光后硅片背面的形貌图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种硅片背抛光方法，具体步骤包括：
1）配制添加剂：将质量百分含量为0.01～0.05%的保护成分、1%～3%的加速成分、0.1%～0.5%的选择性腐蚀剂加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
所述保护成分选自乙烯基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷中的一种或几种；
所述加速成分选自4-羟基苯磺酸、3-氨基苯磺酸、2-氨基苯磺酸中的一种或几种；
所述选择性腐蚀剂选自椰油酰胺基丙基二甲基胺丙酸盐、异硬脂酰胺基吗啉乳酸盐、硬脂酰胺基丙基二甲基胺乳酸盐中的一种或几种；
所述水可以为去离子水；
2）配制抛光液：将步骤1）制成的添加剂加到碱液中，混合均匀配成抛光液；添加剂与碱液的质量比为0.5～1.5:100；碱液为NaOH溶液或KOH溶液，且NaOH的质量浓度为1.5%～4.5%，KOH的质量浓度为2%～5%；
3）利用步骤2）制得的抛光液对单晶硅片进行背抛光，背抛光的温度控制在50～70℃，时间控制在120～300s。
本发明的具体实施例如下：
实施例1
通过如下步骤对单晶硅片进行背抛光：
1）将质量百分含量为0.02%的保护成分（乙烯基三甲氧基硅烷）、2%的加速成分（4-羟基苯磺酸）、0.2%的选择性腐蚀剂（椰油酰胺基丙基二甲基胺丙酸盐）加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）将步骤1）制成的添加剂加到NaOH溶液中，混合均匀配成抛光液；添加剂与NaOH溶液的质量比为1:100；NaOH的质量浓度为2%；
3）利用步骤2）制得的抛光液对单晶硅片进行背抛光，背抛光的温度控制在70℃，时间控制在180s。
实施例1背抛光后硅片背面的形貌如图1所示，从图1中可知：实施例1背抛光后硅片背面的绒面变为塔基状，且塔基的边线和顶面比较粗糙。
实施例2
通过如下步骤对单晶硅片进行背抛光：
1）将质量百分含量为0.02%的保护成分（乙烯基三甲氧基硅烷）、2%的加速成分（4-羟基苯磺酸）、0.2%的选择性腐蚀剂（椰油酰胺基丙基二甲基胺丙酸盐）加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）将步骤1）制成的添加剂加到NaOH溶液中，混合均匀配成抛光液；添加剂与NaOH溶液的质量比为1:100；NaOH的质量浓度为4%；
3）利用步骤2）制得的抛光液对单晶硅片进行背抛光，背抛光的温度控制在60℃，时间控制在150s。
实施例2背抛光后硅片背面的形貌如图2所示，从图2中可知：实施例2背抛光后硅片背面的绒面变为塔基状，且塔基的边线和顶面比较粗糙。
对比实施例1和实施例2可知，即使低温小减重下，依然可以形成比较粗糙的塔基状背面绒面。
对比例1
利用质量浓度为2%的NaOH溶液对单晶硅片进行背抛光，背抛光的温度控制在70℃，时间控制在180s。
对比例1背抛光后硅片背面的形貌如图3所示，从图3可知：对比例1背抛光后硅片背面的绒面变为塔基状，但塔基比较规整，塔基的顶面比较平整，塔基的边线也比较规整。
对比实施例1和对比例1可知，在相同抛光处理时间，相同抛光处理温度，相同碱浓度下，采用本发明的添加剂，能使背抛光后形成的塔基状背面绒面变得比较粗糙，可增加塔基的比表面积和粗糙度，这样更利于背面浆料与背抛绒面结构形成紧密接触，可提高丝网印刷过程中浆料对硅片的附着力，使浆料与硅片接触良好，从而降低背面光生载流子的复合，提升少子寿命，同时提升钝化效果，进而减少外观不良，效率也可提高，并满足TOPCon电池对背面抛光的需求。
以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种硅片背抛光用抛光液，其特征在于，其含有碱液和添加剂，添加剂与碱液的质量比为0.5～1.5:100；
所述添加剂的各组分的质量百分含量为：保护成分0.01～0.05%，加速成分1%～3%，选择性腐蚀剂0.1%～0.5%，余量为水；
所述保护成分选自乙烯基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷中的一种或几种；
所述加速成分选自4-羟基苯磺酸、3-氨基苯磺酸、2-氨基苯磺酸中的一种或几种；
所述选择性腐蚀剂选自椰油酰胺基丙基二甲基胺丙酸盐、异硬脂酰胺基吗啉乳酸盐、硬脂酰胺基丙基二甲基胺乳酸盐中的一种或几种；
所述水为去离子水。
2.根据权利要求1所述的硅片背抛光用抛光液，其特征在于，所述碱液为NaOH溶液或KOH溶液。
3.根据权利要求2所述的硅片背抛光用抛光液，其特征在于，所述NaOH溶液中NaOH的质量浓度为1.5%～4.5%，所述KOH溶液中KOH的质量浓度为2%～5%。
4.一种硅片背抛光方法，其特征在于，利用权利要求1至3中任一项所述的抛光液对单晶硅片进背抛光。
5.根据权利要求4所述的硅片背抛光方法，其特征在于，背抛光的温度控制在50～70℃，时间控制在120～300s。
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| Title |
|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN115386302A (zh) | 2022-11-25 |
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