CN115472715B - 硅片碱式制绒方法、硅片制绒剂及太阳电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅片碱式制绒方法、硅片制绒剂及太阳电池，该硅片碱式制绒方法包括如下步骤：将制绒初配剂加入制绒槽中，将待制绒的硅片加入制绒槽中进行制绒处理，随着制绒初配剂的消耗，向制绒槽内补充添加制绒补充剂；其中，制绒初配剂和制绒补充剂均包括水、碱和制绒添加剂，以碱等同于质量分数为45％的氢氧化钠水溶液进行计算，在制绒初配剂中，水、碱和制绒添加剂的体积比为3400:(38～42):(17～19)，在制绒补充剂中，水、碱和制绒添加剂的体积比为1000:(35～37):(12～14)。采用该制绒初配剂以及制绒补充剂能够在使制绒工艺中硅片的减重量得到降低的同时，保持太阳电池效率基本不下降。
Description
技术领域
本发明涉及太阳电池技术领域，特别是涉及一种硅片碱式制绒方法、硅片制绒剂及太阳电池。
背景技术
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，太阳电池能够将光能转化为电能，极具应用前景。降低成本、提高效率是太阳电池在大规模商用过程中必须要面对的两大问题。
就提高效率来说，未经处理的单晶硅片表面的光反射率大于35％，这直接从源头限制了硅太阳电池所能转化的光能的量。为了降低硅片表面对光线的反射以提高硅片对太阳光的吸收效率，业内一般都会对硅片表面进行处理以形成“金字塔”型的绒面，也称“制绒”。绒面能够起到陷光作用，降低硅片对光的反射量，对提高太阳电池的光转换效率起着至关重要的作用。传统的制绒工艺中通常包括粗抛工序，然而经研究发现，粗抛工序会使得制绒的生产效率较低。
就降低成本来说，太阳电池薄片化能够使相同质量的硅料能够产出更多的硅太阳电池片，是硅太阳电池降低成本的有效手段。在以往的研发过程中，随着实际制备工艺的优化，硅太阳电池片的初始厚度从200μm逐渐降低至150μm。由于制绒过程中实际上是对硅片表面进行腐蚀，会减薄硅片的厚度。因此随着硅片初始厚度的进一步减薄，制绒工艺中硅片的减重量也要相应降低，否则会增加太阳电池的制程碎片率。然而，制绒工艺中制绒去重量的降低却往往伴随着硅片光反射率的提高，进而导致太阳电池效率下降。这两种因素互相制约，限制了太阳电池硅片初始厚度的进一步减薄。
发明内容
基于此，为了能够在使制绒工艺中硅片的减重量得到降低的同时，保持太阳电池效率基本不下降，有必要提供一种硅片碱式制绒方法。
根据本发明的一个实施例，一种硅片碱式制绒方法，其包括如下步骤：
将制绒初配剂加入制绒槽中，将待制绒的硅片加入所述制绒槽中进行制绒处理，随着所述制绒初配剂的消耗，向所述制绒槽内补充添加制绒补充剂；
其中，所述制绒初配剂和所述制绒补充剂均包括水、碱和制绒添加剂，以所述碱等同于质量分数为45％的氢氧化钠水溶液进行计算，在所述制绒初配剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为3400:(38～42):(17～19)，在所述制绒补充剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为1000:(35～37):(12～14)。
在其中一个实施例中，在进行制绒处理的步骤中，所述制绒槽有三个以上，将所述硅片依次置于各所述制绒槽中进行制绒处理。
在其中一个实施例中，在进行制绒处理的步骤中，控制硅片置于各所述制绒槽中的时间为380s～420s，控制各所述制绒槽中的温度为81℃～83℃。
在其中一个实施例中，在进行制绒处理的步骤中，控制硅片置于各所述制绒槽中的时间为400s，控制各所述制绒槽中的温度为83℃。
在其中一个实施例中，在对所述硅片进行制绒之前，还包括：
采用预清洗液对所述硅片的原料进行预清洗，制备待制绒的硅片，所述预清洗液包括氢氧化钠和过氧化氢。
在其中一个实施例中，在采用预清洗液对所述原料硅片进行预清洗的过程中，所述原料硅片为未经粗抛处理的硅片。
在其中一个实施例中，在进行制绒处理的步骤之后，还包括将制绒处理完成的所述硅片进行水洗、碱洗、酸洗、慢提拉和/或烘干的步骤；
其中，进行碱洗的步骤中所用的碱洗液包括氢氧化钠和过氧化氢；
进行酸洗的步骤中所用的酸洗液包括盐酸和氢氟酸；
进行慢提拉的步骤在装有水的慢提拉槽中进行。
再一方面，本发明还提供了一种硅片制绒剂，其包括制绒初配剂和制绒补充剂，所述制绒初配剂和所述制绒补充剂均包括水、碱和制绒添加剂，以所述碱等同于质量分数为45％的氢氧化钠水溶液进行计算，在所述制绒初配剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为3400:(38～42):(17～19)，在所述制绒补充剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为1000:(35～37):(12～14)。
在其中一个实施例中，在所述制绒初配剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为3400:(39.5～41):(17.5～18)。
在其中一个实施例中，在所述制绒补充剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为1000:(36～36.5):(12.5～13)。
在其中一个实施例中，所述制绒添加剂包括成核剂、表面活性剂、催化剂、分散剂和消泡剂中的一种或多种。
该硅片碱式制绒方法中采用了制绒初配剂和制绒补充剂，以所述碱液等同于质量分数为45％的氢氧化钠水溶液进行计算，在制绒初配剂中，水、所述碱液和所述制绒添加剂的体积比为3400:(38～42):(17～19)，在所述制绒补充剂中，所述水、所述碱液和所述制绒添加剂的体积比为1000:(35～37):(12～14)。本申请的发明人通过大量创造性实验发现，采用该制绒初配剂以及制绒补充剂能够在使制绒工艺中硅片的减重量得到降低的同时，保持太阳电池效率基本不下降。
进一步地，本发明还提供了一种太阳电池，其中，太阳电池包括硅衬底，硅衬底表面的绒面由上述任一实施例所述的硅片碱式制绒方法制备得到。
进一步地，传统的太阳电池的制绒方法中，硅片的原料在预清洗之前通常还需要经过粗抛工艺，粗抛是为了去除硅片原料表面的损伤层，但粗抛同时还会导致硅片原料的减重，使得硅片原料厚度进一步减薄。在该硅片碱式制绒方法的至少一个实施例中，通过对制绒初配剂和制绒补充剂的优化，搭配预清洗步骤即可实现无需对硅片原料进行粗抛处理，不仅能够节约化学品消耗，还能够提高制备效率，并且使得该制绒方法适用于更薄的硅片原料。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。文中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的“多”包括两个和多于两个的项目。本文所使用的“某数以上”应当理解为某数及大于某数的范围。
根据本发明的一个实施例，一种硅片碱式制绒方法，其包括如下步骤：将制绒初配剂加入制绒槽中，将待制绒的硅片加入所述制绒槽中进行制绒处理，随着所述制绒初配剂的消耗，向所述制绒槽内补充添加制绒补充剂。
其中，在该硅片碱式制绒方法中还提供了一种硅片制绒剂，其包括制绒初配剂和制绒补充剂，所述制绒初配剂和所述制绒补充剂均包括水、碱和制绒添加剂，以所述碱选自质量分数为45％的氢氧化钠水溶液进行计算，在所述制绒初配剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为3400:(38～42):(17～19)，在所述制绒补充剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为1000:(35～37):(12～14)。
其中，制绒初配剂用于在制绒过程中首次添加入制绒槽中，随着制绒过程的进行，制绒槽中的制绒初配剂会逐渐消耗，制绒补充剂则用于随着制绒初配剂的消耗补充至制绒槽中。可以理解，在通常的生产过程中，制绒初配剂需要与制绒补充剂搭配使用，否则随着制绒过程的进行，制绒初配剂中的碱液和制绒添加剂逐渐减少，导致硅片的制绒效果逐渐发生变化，进而导致产品质量的稳定性差。
在该实施例的一个具体示例中，可以选用质量分数为45％的氢氧化钠溶液作为碱液，并且将该碱液按照制绒初配剂或制绒补充剂所限定的体积比进行配制。其中，由于市售的氢氧化钠水溶液多为45％的氢氧化钠溶液，在本申请的技术方案产生的过程中，也是以质量分数为45％的氢氧化钠溶液作为原料进行研究，因此为了准确并且方便地表示出该技术方案，即以所述碱液选自质量分数为45％的氢氧化钠水溶液进行计算。同时，“以所述碱液选自质量分数为45％的氢氧化钠水溶液进行计算”还包括选用氢氧化钠作为原料或者选用其他质量分数的氢氧化钠溶液作为原料的技术方案。此时对应改变水的用量，只要使得最终配制的制绒初配剂或制绒补充剂中的各组分与选用质量分数为45％的氢氧化钠溶液时配制的制绒初配剂或制绒补充剂等同，其实质与该具体示例相同。
该硅片制绒剂包括制绒初配剂和制绒补充剂，以所述碱液等同于质量分数为45％的氢氧化钠水溶液进行计算，在制绒初配剂中，水、所述碱液和所述制绒添加剂的体积比为3400:(38～42):(17～19)，在所述制绒补充剂中，所述水、所述碱液和所述制绒添加剂的体积比为1000:(35～37):(12～14)。本申请的发明人通过大量创造性实验发现，采用该制绒初配剂以及制绒补充剂能够在使制绒工艺中硅片的减重量得到降低的同时，保持太阳电池效率基本不下降。
较为优选地，在制绒初配剂中，水、碱和所述制绒添加剂的体积比为3400:(39.5～41):(17.5～18)。可选地，例如：在制绒初配剂中，水、碱和所述制绒添加剂的体积比为3400:40:17.5、33400:41:17.7、400:40.2:17.7、3400:40:18等。
较为优选地，在所述制绒补充剂中，所述水、所述碱液和所述制绒添加剂的体积比为1000:(36～36.5):(12.5～13)。可选地，在制绒补充剂中，水、碱和所述制绒添加剂的体积比为1000:36.2:12.5、1000:36.2:12.7、1000:36.2:123、1000:36:13、1000:36.5:13等。
在该实施例的一个具体示例中，制绒添加剂可以选自常用的添加剂，其包括成核剂、表面活性剂、催化剂、分散剂和消泡剂中的一种或多种。
在该实施例的一个具体示例中，在进行制绒处理的步骤中，所述制绒槽有三个以上，将所述硅片依次置于各所述制绒槽中进行制绒处理。
在该实施例的一个具体示例中，在进行制绒处理的步骤中，控制硅片置于各所述制绒槽中进行制绒的时间为380s～420s，控制各所述制绒槽中的温度为81℃～83℃。采用该制绒的时间和温度，搭配所使用的制绒初配剂以及制绒补充剂，能够在保证太阳电池的效率的情况下，进一步减少硅片的减重量。
在该实施例的一个具体示例中，在进行制绒处理的步骤中，控制硅片置于各所述制绒槽中进行制绒的时间为400s，控制各所述制绒槽中的温度为83℃。
在该实施例的一些具体示例中，在对所述硅片进行制绒之前，还包括：采用预清洗液对原料硅片进行预清洗，形成待制绒的所述硅片，所述预清洗液包括氢氧化钠和过氧化氢。
其中，可选地，在采用预清洗液对所述原料硅片进行预清洗的过程中，所述原料硅片为未经粗抛处理的硅片。可以理解，原料硅片可以是未经任何处理的从硅锭表面分割下来的硅片。在采用预清洗液对原料硅片进行预清洗之后，形成的待制绒的硅片可以未经其他处理直接转移至制绒槽中进行制绒处理。
传统的太阳电池的制绒方法中，硅片的原料在预清洗之前通常还需要经过粗抛工艺，粗抛是为了去除硅片原料表面的损伤层，但粗抛同时还会导致硅片原料的减重，使得硅片原料厚度进一步减薄。在该硅片碱式制绒方法的至少一个实施例中，通过对制绒初配剂和制绒补充剂的优化，搭配预清洗步骤即可实现无需对硅片原料进行粗抛处理，不仅能够节约化学品消耗，还能够提高制备效率，并且使得该制绒方法适用于更薄的硅片原料。
作为一个具体示例，该硅片碱式制绒方法包括如下步骤S1～S6。
步骤S1，将待制绒的硅片进行预清洗。
其中，进行预清洗的步骤中所用的预清洗液包括氢氧化钠和过氧化氢。预清洗的主要作用是去除有机脏污。
具体地，预清洗的步骤在预清洗槽中进行，将待制绒的硅片置于含有氢氧化钠与过氧化氢的预清洗槽中进行预清洗，去除硅片表面的油污。预清洗槽可以仅有一个，以完成待制绒的硅片的预清洗。
步骤S2，将经过预清洗的硅片进行第一次水洗。
其中，水洗指的是将硅片置于水中进行清洗。水洗的主要作用是去除硅片表面残留的碱和氧化剂。
具体地，第一次水洗的步骤在第一水洗槽中进行，将待制绒的硅片置于含有水的第一水洗槽中进行水洗，去除硅片表面残留的碱和氧化剂。第一水洗槽可以仅有一个。
步骤S3，将经过第一次水洗的硅片进行制绒处理。
其中，制绒处理指的是将待制绒的硅片置于硅片制绒剂中进行制绒处理。制绒处理的主要目的是通过硅片制绒剂在硅片表面腐蚀出金字塔状的绒面，以增强硅片表面的陷光能力。可以理解，在制绒的过程中均伴随着硅片厚度的下降，其中的一个表现即为硅片重量的降低，即硅片的减重量。
在制绒处理的步骤中，制绒槽有三个以上，各制绒槽中均具有制绒初配剂及在制绒过程中加入制绒补充剂。将硅片依次置于各制绒槽中进行制绒处理。
在制绒处理的步骤中，控制硅片置于各制绒槽中的时间为380s～420s，控制各制绒槽中的温度为81℃～83℃。较为优选地，在进行制绒处理的步骤中，控制硅片置于各所述制绒槽中进行制绒的时间为400s，控制各所述制绒槽中的温度为83℃。
例如，在制绒处理的步骤中，提供第一制绒槽、第二制绒槽和第三制绒槽，并且向第一制绒槽、第二制绒槽和第三制绒槽中均加入制绒初配剂，并将硅片在第一制绒槽中进行第一次制绒处理，第一次制绒处理的时间为380s～420s，第一制绒槽中的温度为81℃～83℃。第一次制绒处理之后，再将硅片转移至第二制绒槽中进行第二次制绒处理，第二次制绒处理的时间为380s～420s，第二制绒槽中的温度为81℃～83℃。第二次制绒处理之后，再将硅片转移至第三制绒槽中进行第三次制绒处理，第三次制绒处理的时间为380s～420s，第三制绒槽中的温度为81℃～83℃。
传统技术中在预清洗之前还包括对硅片进行粗抛的步骤，粗抛的主要目的是去除硅片表面的损伤层以及脏污。然而粗抛工序会降低硅片的制绒效率，提高硅片的表面损耗，会对电池片的弯曲及破碎率产生影响，不利于太阳电池薄片化的制备工艺。在该碱式制绒方法中，直接将未经过粗抛的原料硅片置于预清洗液中进行清洗，再设置三个以上的制绒槽进行制绒，能够节省传统技术中的对硅片进行粗抛的步骤，提高生产效率。
步骤S4，将经过制绒处理的硅片进行第二次水洗。
具体地，第二次水洗的步骤在第二水洗槽中进行，将待制绒的硅片置于含有水的第二水洗槽中进行水洗，去除硅片表面残留的碱和添加剂。第二水洗槽可以仅有一个。
步骤S5，将经过第二次水洗的硅片进行碱洗。
其中，碱洗指的是使用碱洗液清洗硅片，碱洗液可以包括氢氧化钠和过氧化氢。碱洗的作用为去除硅片表面可能残留的其他有机物或添加剂。
具体地，碱洗的步骤在碱洗槽中进行，将经过第二次水洗的硅片置于含有氢氧化钠与过氧化氢的碱洗槽中进行碱洗，去除硅片表面残留的其他有机物或添加剂。
步骤S6，将经过碱洗的硅片进行酸洗。
其中，酸洗指的是使用酸洗液清洗硅片，酸洗液可以包括盐酸和氢氟酸。酸洗的作用为去除硅片表面的金属杂质以及脱水。
步骤S7，将经过酸洗的硅片进行慢提拉处理。
其中，慢提拉指的是将硅片从水中缓慢提拉出来，慢提拉的作用为去除硅片表面残留的酸液。
步骤S8，烘干。
通过步骤S1～S8，可以完成该实施例中的硅片碱式制绒方法。
该硅片碱式制绒方法采用本申请实施例提供的硅片制绒剂，能够在使制绒工艺中硅片的减重量得到降低的同时，保持太阳电池效率基本不下降。
为了更易于理解及实现本发明，以下还提供了如下较易实施的、更为具体详细的实施例及对比例作为参考。通过下述具体实施例和对比例的描述及性能结果，本发明的各实施例及其优点也将显而易见。
如无特殊说明，以下各实施例所用的原材料皆可从市场上常规购得。
实施例1
将未经处理的原料硅片置于预清洗槽中进行预清洗，预清洗槽中的预清洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，再转移至第一水洗槽中进行第一次水洗。
将硅片依次转移至第一制绒槽、第二制绒槽和第三制绒槽中进行制绒处理，各制绒槽中的制绒初配剂为：340000mL水、4020mL45％的氢氧化钠溶液、1770mL制绒添加剂，各制绒槽中的制绒补充剂为：10000mL水、362mL45％的氢氧化钠溶液、127mL制绒添加剂；硅片在各制绒槽中的制绒时间均为400s，各制绒槽中的温度为83℃。
完成制绒处理后将硅片依次转移至第二水洗槽、碱洗槽、酸洗槽、慢提拉槽，分别进行第二次水洗、碱洗、酸洗和慢提拉处理。其中，碱洗槽中的碱洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，酸洗槽中的酸洗液为盐酸和氢氟酸的水溶液，慢提拉槽中装有水。
将完成慢提拉的硅片烘干。
实施例2
将未经处理的原料硅片置于预清洗槽中进行预清洗，预清洗槽中的预清洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，再转移至第一水洗槽中进行第一次水洗。
将硅片依次转移至第一制绒槽、第二制绒槽和第三制绒槽中进行制绒处理，各制绒槽中的制绒初配剂为：340000mL水、3800mL45％的氢氧化钠溶液、1700mL制绒添加剂，各制绒槽中的制绒补充剂为：10000mL水、350mL45％的氢氧化钠溶液、120mL制绒添加剂；硅片在各制绒槽中的制绒时间均为400s，各制绒槽中的温度为83℃。
完成制绒处理后将硅片依次转移至第二水洗槽、碱洗槽、酸洗槽、慢提拉槽，分别进行第二次水洗、碱洗、酸洗和慢提拉处理。其中，碱洗槽中的碱洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，酸洗槽中的酸洗液为盐酸和氢氟酸的水溶液，慢提拉槽中装有水。
将完成慢提拉的硅片烘干。
实施例3
将未经处理的原料硅片置于预清洗槽中进行预清洗，预清洗槽中的预清洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，再转移至第一水洗槽中进行第一次水洗。
将硅片依次转移至第一制绒槽、第二制绒槽和第三制绒槽中进行制绒处理，各制绒槽中的制绒初配剂为：340000mL水、4200mL45％的氢氧化钠溶液、1900mL制绒添加剂，各制绒槽中的制绒补充剂为：10000mL水、370mL45％的氢氧化钠溶液、140mL制绒添加剂；硅片在各制绒槽中的制绒时间均为400s，各制绒槽中的温度为83℃。
完成制绒处理后将硅片依次转移至第二水洗槽、碱洗槽、酸洗槽、慢提拉槽，分别进行第二次水洗、碱洗、酸洗和慢提拉处理。其中，碱洗槽中的碱洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，酸洗槽中的酸洗液为盐酸和氢氟酸的水溶液，慢提拉槽中装有水。
将完成慢提拉的硅片烘干。
实施例4
将未经处理的原料硅片置于预清洗槽中进行预清洗，预清洗槽中的预清洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，再转移至第一水洗槽中进行第一次水洗。
将硅片依次转移至第一制绒槽、第二制绒槽和第三制绒槽中进行制绒处理，各制绒槽中的制绒初配剂为：340000mL水、4020mL45％的氢氧化钠溶液、1770mL制绒添加剂，各制绒槽中的制绒补充剂为：10000mL水、362mL45％的氢氧化钠溶液、127mL制绒添加剂；硅片在各制绒槽中的制绒时间均为430s，各制绒槽中的温度为84℃。
完成制绒处理后将硅片依次转移至第二水洗槽、碱洗槽、酸洗槽、慢提拉槽，分别进行第二次水洗、碱洗、酸洗和慢提拉处理。其中，碱洗槽中的碱洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，酸洗槽中的酸洗液为盐酸和氢氟酸的水溶液，慢提拉槽中装有水。
将完成慢提拉的硅片烘干。
对比例1
将未经处理的原料硅片置于预清洗槽中进行预清洗，预清洗槽中的预清洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，再转移至第一水洗槽中进行第一次水洗。
将硅片依次转移至第一制绒槽、第二制绒槽和第三制绒槽中进行制绒处理，各制绒槽中的制绒初配剂为：340000mL水、4500mL45％的氢氧化钠溶液、2000mL制绒添加剂，各制绒槽中的制绒补充剂为：10000mL水、450mL45％的氢氧化钠溶液、150mL制绒添加剂；硅片在各制绒槽中的制绒时间均为400s，各制绒槽中的温度为83℃。
完成制绒处理后将硅片依次转移至第二水洗槽、碱洗槽、酸洗槽、慢提拉槽，分别进行第二次水洗、碱洗、酸洗和慢提拉处理。其中，碱洗槽中的碱洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，酸洗槽中的酸洗液为盐酸和氢氟酸的水溶液，慢提拉槽中装有水。
将完成慢提拉的硅片烘干。
对比例2
将未经处理的原料硅片置于预清洗槽中进行预清洗，预清洗槽中的预清洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，再转移至第一水洗槽中进行第一次水洗。
将硅片依次转移至第一制绒槽、第二制绒槽和第三制绒槽中进行制绒处理，各制绒槽中的制绒初配剂为：340000mL水、4020mL45％的氢氧化钠溶液、2000mL制绒添加剂，各制绒槽中的制绒补充剂为：10000mL水、362mL45％的氢氧化钠溶液、150mL制绒添加剂；硅片在各制绒槽中的制绒时间均为400s，各制绒槽中的温度为83℃。
完成制绒处理后将硅片依次转移至第二水洗槽、碱洗槽、酸洗槽、慢提拉槽，分别进行第二次水洗、碱洗、酸洗和慢提拉处理。其中，碱洗槽中的碱洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，酸洗槽中的酸洗液为盐酸和氢氟酸的水溶液，慢提拉槽中装有水。
将完成慢提拉的硅片烘干。
对比例3
将未经处理的原料硅片置于预清洗槽中进行预清洗，预清洗槽中的预清洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，再转移至第一水洗槽中进行第一次水洗。
将硅片依次转移至第一制绒槽、第二制绒槽和第三制绒槽中进行制绒处理，各制绒槽中的制绒初配剂为：340000mL水、4500mL45％的氢氧化钠溶液、1770mL制绒添加剂，各制绒槽中的制绒补充剂为：10000mL水、450mL45％的氢氧化钠溶液、127mL制绒添加剂；硅片在各制绒槽中的制绒时间均为400s，各制绒槽中的温度为83℃。
完成制绒处理后将硅片依次转移至第二水洗槽、碱洗槽、酸洗槽、慢提拉槽，分别进行第二次水洗、碱洗、酸洗和慢提拉处理。其中，碱洗槽中的碱洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，酸洗槽中的酸洗液为盐酸和氢氟酸的水溶液，慢提拉槽中装有水。
将完成慢提拉的硅片烘干。
对比例4
将未经处理的原料硅片置于预清洗槽中进行预清洗，预清洗槽中的预清洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，再转移至第一水洗槽中进行第一次水洗。
将硅片依次转移至第一制绒槽、第二制绒槽和第三制绒槽中进行制绒处理，各制绒槽中的制绒初配剂为：340000mL水、3500mL45％的氢氧化钠溶液、1600mL制绒添加剂，各制绒槽中的制绒补充剂为：10000mL水、330mL45％的氢氧化钠溶液、115mL制绒添加剂；硅片在各制绒槽中的制绒时间均为400s，各制绒槽中的温度为83℃。
完成制绒处理后将硅片依次转移至第二水洗槽、碱洗槽、酸洗槽、慢提拉槽，分别进行第二次水洗、碱洗、酸洗和慢提拉处理。其中，碱洗槽中的碱洗液为氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，酸洗槽中的酸洗液为盐酸和氢氟酸的水溶液，慢提拉槽中装有水。
试验例1：统计实施例1～4及对比例1～4的硅片绒面金字塔参数，以及在完成每万片硅片的制绒时碱液单耗和制绒添加剂的单耗，结果可见于表1。其中金字塔参数包括金字塔的宽度、高度、计数和比表面积，其均为显微镜下的统计数值，反映出整体形貌。
试验例2：统计实施例1～4及对比例1～4的硅片的减重量，以及测试其在以相同的工艺制备为太阳电池后的效率，结果列于表2。
表1
表2
| 减重量(g) | 太阳电池效率 | |
| 实施例1 | 0.25 | 23.048％ |
| 对比例1 | 0.28 | 23.043％ |
| 对比例2 | 0.24 | 23.039％ |
| 对比例3 | 0.29 | 23.035％ |
| 对比例4 | 0.25 | 23.032％ |
其中，根据表2可知，相较于对比例1，对比例2的减重量更低，对比例3的减重量更高，而其太阳电池效率均发生了明显下降，说明无论是单一地减少氢氧化钠的用量，还是单一地减少添加剂的用量，其制备的太阳电池的效率均会发生明显下降。而同时减少氢氧化钠用量和添加剂用量的实施例1的太阳电池效率反而得到了明显提高，说明上述氢氧化钠用量和添加剂用量能够有效促进太阳电池效率的提高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种硅片碱式制绒方法，其特征在于，包括如下步骤：
将制绒初配剂加入制绒槽中，将待制绒的硅片加入所述制绒槽中进行制绒处理，随着所述制绒初配剂的消耗，向所述制绒槽内补充添加制绒补充剂；
其中，所述制绒初配剂和所述制绒补充剂均包括水、碱和制绒添加剂，以所述碱等同于质量分数为45％的氢氧化钠水溶液进行计算，在所述制绒初配剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为3400:(38～42):(17～19)，在所述制绒补充剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为1000:(35～37):(12～14)。
2.根据权利要求1所述的硅片碱式制绒方法，其特征在于，在进行制绒处理的步骤中，所述制绒槽有三个以上，将所述硅片依次置于各所述制绒槽中进行制绒处理。
3.根据权利要求2所述的硅片碱式制绒方法，其特征在于，在进行制绒处理的步骤中，控制硅片置于各所述制绒槽中的时间为380s～420s，控制各所述制绒槽中的温度为81℃～83℃。
4.根据权利要求3所述的硅片碱式制绒方法，其特征在于，在进行制绒处理的步骤中，控制硅片置于各所述制绒槽中的时间为400s，控制各所述制绒槽中的温度为83℃。
5.根据权利要求1～4任一项所述的硅片碱式制绒方法，其特征在于，在对所述硅片进行制绒之前，还包括：
采用预清洗液对原料硅片进行预清洗，形成待制绒的所述硅片，所述预清洗液包括氢氧化钠和过氧化氢。
6.根据权利要求5所述的硅片碱式制绒方法，其特征在于，在采用预清洗液对所述原料硅片进行预清洗的过程中，所述原料硅片为未经粗抛处理的硅片。
7.根据权利要求1～4任一项所述的硅片碱式制绒方法，其特征在于，在进行制绒处理的步骤之后，还包括将制绒处理完成的所述硅片进行水洗、碱洗、酸洗、慢提拉和/或烘干的步骤；
其中，进行碱洗的步骤中所用的碱洗液包括氢氧化钠和过氧化氢；
进行酸洗的步骤中所用的酸洗液包括盐酸和氢氟酸；
进行慢提拉的步骤在装有水的慢提拉槽中进行。
8.一种硅片制绒剂，其特征在于，包括制绒初配剂和制绒补充剂，所述制绒初配剂和所述制绒补充剂均包括水、碱和制绒添加剂，以所述碱等同于质量分数为45％的氢氧化钠水溶液进行计算，在所述制绒初配剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为3400:(38～42):(17～19)，在所述制绒补充剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为1000:(35～37):(12～14)。
9.根据权利要求8所述的硅片制绒剂，其特征在于，在所述制绒初配剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为3400:(39.5～41):(17.5～18)。
10.根据权利要求9所述的硅片制绒剂，其特征在于，在所述制绒补充剂中，所述水、所述碱和所述制绒添加剂的体积比为1000:(36～36.5):(12.5～13)。
11.根据权利要求8～10任一项所述的硅片制绒剂，其特征在于，所述制绒添加剂包括成核剂、表面活性剂、催化剂、分散剂和消泡剂中的一种或多种。
12.一种太阳电池，其特征在于，所述太阳电池包括硅衬底，所述硅衬底表面的绒面由根据权利要求1～7任一项所述的硅片碱式制绒方法制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211077365.5A CN115472715B (zh) | 2022-09-05 | 硅片碱式制绒方法、硅片制绒剂及太阳电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211077365.5A CN115472715B (zh) | 2022-09-05 | 硅片碱式制绒方法、硅片制绒剂及太阳电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115472715A CN115472715A (zh) | 2022-12-13 |
| CN115472715B true CN115472715B (zh) | 2024-07-05 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110344122A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-18 | 平煤隆基新能源科技有限公司 | 低制绒添加剂耗量的单晶硅制绒方法 |
| CN113130300A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-07-16 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 用于单晶perc制绒的工艺 |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110344122A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-18 | 平煤隆基新能源科技有限公司 | 低制绒添加剂耗量的单晶硅制绒方法 |
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