TWI532824B - Single crystal silicon chip velvet additive, velveteen and its velvet method - Google Patents

Description

單晶矽片制絨添加劑、制絨液及其制絨方法

本發明涉及一種單晶矽片制絨添加劑、制絨液及其制絨方法。

太陽電池片製備過程中，為了提高太陽電池的性能和效率，需要在矽片表面製作絨面，有效的絨面結構可以使得入射太陽光在矽片表面進行多次反射和折射，改變入射光在矽中的前進方向。一方面，延長了光程，從而增加了矽片對紅外光的吸收率；另一方面，使得更多的光子在靠近pn結附近的區域被吸收產生光生載流子，這些光生載流子更容易被收集，因此增加了光生載流子的收集效率。

目前一般制絨技術係採用氫氧化鈉或氫氧化鉀，並添加適當異丙醇和矽酸鈉的混合溶液進行制絨。其缺點是：制絨時間較長，制絨金字塔大而不均勻，對原始矽片表面狀態要求高，化學品消耗也比較大，並且溶液壽命短，制絨重複性差，異丙醇等揮發量很大，需要不斷調液，操作難度高，從而帶來制絨外觀不良率很高，電池片轉換效率較低等問題。

為了解決一般制絨既有的技術難題，需要尋找一種輔助制絨用的催化劑，使得化學反應均勻進行，溶液濃度和反應速度可控性更好。

本發明的目的在於提供一種單晶矽片制絨添加劑及其使用方法，該單晶矽片制絨添加劑應用於單晶矽片的絨面製作時，不需要使用大量的異丙醇或乙醇，大量降低制絨液的化學需氧量，並且可以獲得均勻、細小、密集的絨面金字塔，因此，可以降低制絨成本，減少環境污染，有利於晶體矽太陽電池的製作穩定，具有較好的實用價值。

為實現上述目的，本發明提供一種單晶矽片制絨添加劑，其成分包括：聚乙二醇、苯甲酸鈉、檸檬酸、水解聚馬來酸酐(Hydrolyzed polymaleic anhydride)、乙酸鈉和餘量的水。較佳地，所述水為去離子水。

本發明還提供一種用於單晶矽片制絨的制絨液，其含有鹹溶液和上述單晶矽片制絨添加劑，所述單晶矽片制絨添加劑與鹹溶液的質量比為0.2~5：100，所述鹹溶液為無機鹹或有機鹹的水溶液。較佳地，所述鹹溶液為0.5~3wt%的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液。

本發明還提供一種單晶矽片的制絨方法，利用上述制絨液對單晶矽片進行表面制絨。較佳地，所述表面制絨的制絨溫度為75~90℃，制絨時間為500~1500秒。

上述單晶矽片的制絨方法的具體步驟包括：1)配置制絨添加劑：將質量百分比為1%~20%的聚乙二醇、0.1%~2.0%的苯甲酸鈉、1.0%~5.0%的檸檬酸、1.0%~5.0%的水解聚馬來酸酐、0.1%~1.0%的乙酸鈉加入到餘量的水中，混合均勻配成制絨添加劑；其中水以去離子水為佳；2)配置制絨液：將步驟1)製成的制絨添加劑加到鹹溶液中，混合均勻配成制絨液；所述制絨添加劑與鹹溶液的質量比為0.2~5：100；所述鹹溶液為無機鹹有機鹹水溶液，優選為0.5~3wt%的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液；3)將單晶矽片浸入步驟2)制得的制絨液中進行表面制絨，制絨溫度為75~90℃，制絨時間為500~1500秒。

採用上述制絨添加劑和上述制絨方法對矽片表面進行制絨後，矽片整面色澤均勻，在矽片表面形成均勻覆蓋的金字塔，尺寸約為1~6μm。

本發明的優點和有益效果在於：提供一種單晶矽片制絨添加劑及其使用方法，該單晶矽片制絨添加劑應用於單晶矽片的絨面製作時，不需要使用大量的異丙醇或乙醇，大量降低制絨液的化學需氧量，並且可以獲得均勻、細小、密集的絨面金字塔，因此， 可以降低制絨成本，減少環境污染，有利於晶體矽太陽電池製程的穩定，具有較好的實用價值。

採用本制絨添加劑及使用方法制絨後，絨面金字塔尺寸細小，分佈均勻，提高了電池片的成品率並增大了電池片的填充因數，提高了太陽電池片的光電轉換效率。此外，本發明的制絨添加劑不含異丙醇或乙醇，無毒性，無腐蝕性，無刺激性，無燃燒和爆炸危險，還可以避免環境污染；並且，制絨添加劑的製造和使用技術簡單，設備低廉，重複性好。

圖1是本發明實施例3得到的矽片表面絨面的掃描電子顯微鏡平面圖。

為使 貴審查委員能對本發明之特徵、目的及功能有更進一步的認知與瞭解，以下實施例特將本發明之系統的相關細部結構以及設計的理念原由進行說明，以使得 審查委員可以了解本發明之特點。

以下依實施例配合圖式，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。

本發明具體實施的技術方案是：

實施例1

一種單晶矽片的制絨方法，採取如下製程步驟：

1)配置制絨添加劑：將1g聚乙二醇-600、0.1g苯甲酸鈉、1g檸檬酸、1g水解聚馬來酸酐、0.1g乙酸鈉，加入去離子水中，得到100g制絨添加劑溶液。

2)配置制絨液：將250g的NaOH溶于去離子水中，得到50kg鹹溶液；將步驟1)製成的100g制絨添加劑溶於鹹溶液中，得到制絨液。

3)制絨：將單晶矽片浸入步驟2)制得的制絨液中進行表面制絨，制絨溫度為75℃，制絨時間為1500秒。

實施例2

一種單晶矽片的制絨方法，採取如下製程步驟：

1)配置制絨添加劑：將20g聚乙二醇-200、2g苯甲酸鈉、5g檸檬酸、5g水解聚馬來酸酐、1g乙酸鈉，加入去離子水中，得到100g制絨添加劑溶液。

2)配置制絨液：將60g的NaOH溶于去離子水中，得到2kg鹹溶液；將步驟1)製成的100g制絨添加劑溶於鹹溶液中，得到制絨液。

3)制絨：將單晶矽片浸入步驟2)制得的制絨液中進行表面制絨，制絨溫度為90℃，制絨時間為500秒。

實施例3

一種單晶矽片的制絨方法，採取如下製程步驟：

1)配置制絨添加劑：將15g聚乙二醇-400、1g苯甲酸鈉、2.5g檸檬酸、3g水解聚馬來酸酐、0.5g乙酸鈉，加入去離子水，得到100g制絨添加劑溶液。

2)配置制絨液：將100g的KOH溶于去離子水中，得到10kg鹹溶液；將步驟1)製成的100g制絨添加劑溶於鹹溶液中，得到制絨液。

3)制絨：將單晶矽片浸入步驟2)制得的制絨液中進行表面制絨，制絨溫度為80℃，制絨時間為700秒。

圖1為本實施例3得到的矽片表面絨面的掃描電子顯微鏡平面照片，從圖中可以看到矽片表面形成了均勻覆蓋的金字塔，金字塔覆蓋率高，尺寸較小，大約為1~4μm。

以上所述僅是本發明的較佳實施例，對於本技術領域具有通常知識的技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。

Claims (8)

1. 一種單晶矽片制絨添加劑，其特徵在於，其組分包括：聚乙二醇、苯甲酸鈉、檸檬酸、水解聚馬來酸酐、乙酸鈉和餘量的水。
2. 如申請專利範圍第1項所述之單晶矽片制絨添加劑，其特徵在於，所述單晶矽片制絨添加劑中各組分的質量百分含量為：聚乙二醇1%~20%，苯甲酸鈉0.1%~2.0%，檸檬酸1.0%~5.0%，水解聚馬來酸酐1.0%~5.0%，乙酸鈉0.1%~1.0%，餘量為水。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之單晶矽片制絨添加劑，其特徵在於，所述水為去離子水。
4. 一種用於單晶矽片制絨的制絨液，其特徵在於，其含有鹼溶液和申請專利範圍第3項中的單晶矽片制絨添加劑，所述單晶矽片制絨添加劑與鹼溶液的質量比為0.2~5：100，所述鹼溶液為無機鹼或有機鹼的水溶液。
5. 如申請專利範圍第4項所述之用於單晶矽片制絨的制絨液，其特徵在於，所述鹼溶液為0.5~3wt%的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液。
6. 一種單晶矽片的制絨方法，其特徵在於，利用請求項4或5所述的制絨液對單晶矽片進行表面制絨。
7. 如申請專利範圍第6項所述之單晶矽片的制絨方法，其特徵在於，所述表面制絨的制絨溫度為75~90℃，制絨時間為500~1500秒。
8. 如申請專利範圍第7項所述之單晶矽片的制絨方法，其特徵在於，其具體步驟包括：1)配置制絨添加劑：將質量百分比為1%~20%的聚乙二醇、0.1%~2.0%的苯甲酸鈉、1.0%~5.0%的檸檬酸、1.0%~5.0%的水解聚馬來酸酐、0.1%~1.0%的乙酸鈉加入到餘量的水中，混合均勻配成制絨添加劑；2)配置制絨液：將步驟1)製成的制絨添加劑加到鹼溶液中，混合均勻配成制絨液；所述制絨添加劑與鹼溶液的質量比為0.2~ 5：100；所述鹼溶液為無機鹼或有機鹼的水溶液；3)將單晶矽片浸入步驟2)製得的制絨液中進行表面制絨，制絨溫度為75~90℃，制絨時間為500~1500秒。