本发明涉及制绒剂，涉及单晶硅表面处理用的制绒剂，还涉及单晶硅表面处理用的制绒剂的制作方法，以及单晶硅表面处理用的制绒剂的使用方法。
背景技术：
制绒过程是对硅表面各项异性地刻蚀的过程。单晶硅太阳能电池的制绒工艺一般在碱性环境中进行，碱性强弱对制绒过程影响较大，当碱浓度较高时，硅的(100)和(111)方向腐蚀速率相似，当碱浓度较低时，因硅的各晶面原子排列不同，其与碱进行反应的速度差异很大，对不同晶面的刻蚀速率排序为：(100)＞(110)＞＞(111)，刻蚀液对单晶硅(111)晶面刻蚀速率最慢，远低于对其他晶面的刻蚀，因而在制绒过程中(111)晶面逐渐暴露出来，最终在单晶硅表面产生了排列规则的金字塔形状的突起。该结构能够增强硅太阳光的吸收，提高太阳能转化为电能效率。
目前，单晶硅制绒最常用的为naoh、异丙醇(ipa)体系。具体来说由碱、异丙醇、硅酸钠、水及少量添加剂组成，主要在75℃～85℃温度下反应20～30分钟，该过程中碱能够与硅反应生成氢气和硅酸盐，通过改变体系中异丙醇的量可控制改变生成金字塔的尺寸，金字塔一般在10～15微米左右，尺寸较大。但是由于该体系中ipa组分易挥发，使得制绒剂的使用寿命缩短，生产成本升高，且造成环境污染；此外，该类制绒剂的制绒效果不稳定，成品率难以控制，制绒得到的金字塔尺寸偏大；另外，普通制绒剂的制绒时间较长，一般需要20～30分钟。除naoh-异丙醇(ipa)体系，目前研究较多的为碱、三乙醇胺、醇类及少量添加剂组成的制绒体系，但其仍存在制绒时间长的缺陷，一般为17～30分 钟。为解决上述问题，需开发新型制绒剂，提高绒面均匀性及稳定性，缩短制绒时间，得到低反射率硅片。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的缺点，公开了单晶硅表面处理用的制绒剂，还公开了单晶硅表面处理用的制绒剂的制作方法，以及单晶硅表面处理用的制绒剂的使用方法；本发明的制绒剂能够在5～25分钟内快速制绒，大大缩短制绒时间，可控得到1～5微米均匀分布的金字塔结构，反射率低，且该制绒液制备方法简单、实用。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。
单晶硅表面处理用的制绒剂，包括氢氧化钠或氢氧化钾和制绒添加剂，氢氧化钠或氢氧化钾的质量百分含量为0.5％～5％，制绒添加剂包括体积百分含量为0.3％～20％的低挥发性有机化合物或其混合物、体积百分含量为80％～99.7％的去离子水。
本发明中的单晶硅表面处理用的制绒剂，提高了绒面均匀性及稳定性，缩短制绒时间，得到低反射率硅片。本发明中的单晶硅表面处理用的制绒剂制绒过程中，碱与单晶硅片反应生成氢气和硅酸盐，该制绒剂能够使得氢气较快从硅片表面脱附、逸出，不影响碱与单晶硅片的进一步反应，从而使得生成的金字塔大小均匀，且硅片表面洁净。本发明中的单晶硅表面处理用的制绒剂，可直接用于清洗后硅片，无需腐蚀抛光，从而实现均匀制绒。
作为优选，低挥发性有机化合物的混合物为含有3～7碳的低级脂肪胺、含有3～8个碳的多元醇、含有3～14个碳的羧酸、含有4～8个碳的醚类中的一种或多种混合物。
作为优选，含有3～7碳的低级脂肪胺为三乙胺、三乙醇胺、三甲基乙二胺、 四甲基乙二胺、正庚胺中的一种或两种。
作为优选，含有3～8个碳的多元醇为丙三醇、二缩三乙二醇、一缩二丙二醇、一缩二乙二醇、一缩乙二醇、二聚丙酸醇、季戊二醇、异辛醇中的一种或几种。
作为优选，含有3～14个碳的羧酸为3-甲基丙酸、β-氨基丙酸、(s)-2-羟基-3-氨基丙酸、4-氨基丁酸、l-丙氨酸、乙二酸、二乙烯三胺五醋酸中的一种或几种。
作为优选，含有4～8个碳的醚类为一缩二乙二醇二乙醚、乙二醇乙醚、二乙二醇乙醚中的一种或几种。
制作以上提到的单晶硅表面处理用的制绒剂的方法，配制低挥发性有机化合物的混合物；配制氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，将氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液加热至65～80℃，加入低挥发性有机化合物的混合物，混合均匀，得到制绒液。
以上提到的单晶硅表面处理用的制绒剂的使用方法，在使用制绒剂处理单晶硅片制绒时，处理温度为70～90℃，制绒时间为5～25分钟。本发明无需碱处理过程，直接制绒，且制绒时间短，只需5～25分钟，相对传统的ipa体系时间大大缩短，可进一步降低成本和提升产能。
作为优选，制绒时间为3～15分钟。
作为优选，单晶硅片浸入到制绒液中制绒。
作为优选，制绒前，将单晶硅片放入无水乙醇中超声8-18分钟，去离子水清洗干净；第二步：将单晶硅片放入丙酮中超声8-18分钟，去离子水清洗干净；第三步：将单晶硅片放入异丙醇中超声8-18分钟，去离子水清洗干净。超声清洗的目的是去除硅片表面的油污、外界污染等。本发明中的单晶硅表面处理用 的制绒剂，可直接用于清洗后单晶硅片，无需腐蚀抛光，从而实现均匀制绒。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明中的单晶硅表面处理用的制绒剂可保证绒面金字塔小而均匀，尺寸在1～5微米之间，表面缺陷态少，增加了光吸收比表面积，减少光反射损失，显著提高了光电转换效率。可应用于单晶硅制绒体系中，具有积极的现实意义。
(2)本发明无需碱处理过程，直接制绒，且制绒时间短，只需5～25min，相对传统的ipa体系可缩短5～25min，可进一步降低成本和提升产能。
(3)本发明的制绒剂体系沸点高、稳定性好，制备绒面过程中挥发性小，可多次重复使用。
附图说明
图1是实施例5处理后的单晶硅片的扫描电子显微镜检测图。
具体实施方式
实施例1
单晶硅表面处理用的制绒剂，包括氢氧化钠或氢氧化钾和制绒添加剂，氢氧化钠或氢氧化钾的质量百分含量为0.5％，制绒添加剂包括体积百分含量为0.3％的低挥发性有机化合物或其混合物、体积百分含量为99.7％的去离子水。
低挥发性有机化合物的混合物为三乙胺、丙三醇、二缩三乙二醇、(s)-2-羟基-3-氨基丙酸、乙二醇乙醚的混合物。
制作以上提到的单晶硅表面处理用的制绒剂的方法，配制低挥发性有机化合物的混合物；配制氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，将氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液加热至65℃，加入低挥发性有机化合物的混合物，混合均匀，得到制绒液。
以上提到的单晶硅表面处理用的制绒剂的使用方法，在使用制绒剂处理单晶硅片制绒时，处理温度为70℃，制绒时间为5分钟。
单晶硅片浸入到制绒液中制绒。制绒前，将单晶硅片放入无水乙醇中超声8分钟，去离子水清洗干净；第二步：将单晶硅片放入丙酮中超声8分钟，去离子水清洗干净；第三步：将单晶硅片放入异丙醇中超声8分钟，去离子水清洗干净。所得硅片经金相显微镜检测，金字塔绒面大小为1～2微米，且大小均匀，分散分布，反射率为18.6％，硅片单面腐蚀减薄量为3.3微米。
实施例2
单晶硅表面处理用的制绒剂，包括氢氧化钠或氢氧化钾和制绒添加剂，氢氧化钠或氢氧化钾的质量百分含量为5％，制绒添加剂包括体积百分含量为20％的低挥发性有机化合物或其混合物、体积百分含量为80％的去离子水。
低挥发性有机化合物的混合物为三甲基乙二胺、四甲基乙二胺、正庚胺、二聚丙酸醇、季戊二醇、异辛醇、l-丙氨酸、乙二酸、二乙烯三胺五醋酸、二乙二醇乙醚的混合物。
制作以上提到的单晶硅表面处理用的制绒剂的方法，配制低挥发性有机化合物的混合物；配制氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，将氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液加热至80℃，加入低挥发性有机化合物的混合物，混合均匀，得到制绒液。
以上提到的单晶硅表面处理用的制绒剂的使用方法，在使用制绒剂处理单晶硅片制绒时，处理温度为90℃，制绒时间为25分钟。
单晶硅片浸入到制绒液中制绒。制绒前，将单晶硅片放入无水乙醇中超声18分钟，去离子水清洗干净；第二步：将单晶硅片放入丙酮中超声18分钟，去离子水清洗干净；第三步：将单晶硅片放入异丙醇中超声18分钟，去离子水清 洗干净。所得硅片经金相显微镜检测，金字塔绒面大小为3～5微米，且大小均匀，排列整齐，反射率为20.6％，硅片单面腐蚀减薄量为34.7微米。
实施例3
单晶硅表面处理用的制绒剂，包括氢氧化钠或氢氧化钾和制绒添加剂，氢氧化钠或氢氧化钾的质量百分含量为3％，制绒添加剂包括体积百分含量为10％的低挥发性有机化合物或其混合物、体积百分含量为90％的去离子水。
低挥发性有机化合物的混合物为三乙胺、二缩三乙二醇、3-甲基丙酸、β-氨基丙酸、一缩二乙二醇二乙醚的混合物。
制作以上提到的单晶硅表面处理用的制绒剂的方法，配制低挥发性有机化合物的混合物；配制氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，将氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液加热至70℃，加入低挥发性有机化合物的混合物，混合均匀，得到制绒液。
以上提到的单晶硅表面处理用的制绒剂的使用方法，在使用制绒剂处理单晶硅片制绒时，处理温度为75℃，制绒时间为15分钟。
单晶硅片浸入到制绒液中制绒。制绒前，将单晶硅片放入无水乙醇中超声15分钟，去离子水清洗干净；第二步：将单晶硅片放入丙酮中超声15分钟，去离子水清洗干净；第三步：将单晶硅片放入异丙醇中超声15分钟，去离子水清洗干净。所得硅片经金相显微镜检测，金字塔绒面大小为2～3微米，且大小均匀，排列紧密，反射率为15.4％，硅片单面腐蚀减薄量为17.7微米。
实施例4
单晶硅表面处理用的制绒剂，包括氢氧化钠或氢氧化钾和制绒添加剂，氢氧化钠或氢氧化钾的质量百分含量为3％，制绒添加剂包括体积百分含量为10％的低挥发性有机化合物或其混合物、体积百分含量为90％的去离子水。
低挥发性有机化合物的混合物为含有3～7碳的低级脂肪胺、含有3～8个碳的多元醇、含有3～14个碳的羧酸、含有4～8个碳的醚类中的一种或多种混合物。
制作以上提到的单晶硅表面处理用的制绒剂的方法，配制低挥发性有机化合物的混合物；配制氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，将氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液加热至70℃，加入低挥发性有机化合物的混合物，混合均匀，得到制绒液。
以上提到的单晶硅表面处理用的制绒剂的使用方法，在使用制绒剂处理单晶硅片制绒时，处理温度为75℃，制绒时间为15分钟。
单晶硅片浸入到制绒液中制绒。制绒前，将单晶硅片放入无水乙醇中超声15分钟，去离子水清洗干净；第二步：将单晶硅片放入丙酮中超声15分钟，去离子水清洗干净；第三步：将单晶硅片放入异丙醇中超声15分钟，去离子水清洗干净。所得硅片经金相显微镜检测，金字塔绒面大小为2～3微米，且大小均匀，排列紧密，反射率为16％，硅片单面腐蚀减薄量为18.3微米。
实施例5
(1)配制低挥发性有机化合物混合物：将三乙胺、3-甲基丙酸、一缩二乙二醇、一缩二丙醇、乙二醇乙醚混合均匀，低挥发性有机化合物混合物体积百分总含量为11.4％，配制成低挥发性有机化合物混合物。
(2)配制制绒液：将氢氧化钠溶于去离子水中，得到碱性溶液，其中氢氧化钠质量百分含量为1.01％，将配制好的低挥发性有机化合物混合物加入到19l碱性溶液中，得到制绒液。
(3)将清洗干净的单晶硅片浸入到制绒液中进行制绒，温度控制在85℃，制绒时间为5分钟，处理后的单晶硅片经扫描电子显微镜检测(如图1)，金字塔覆盖率高，尺寸为1～3微米，且大小均匀，排列紧密，反射率为13.0％，硅片 单面腐蚀减薄量为4.1微米。
实施例6
(1)配制低挥发性有机化合物混合物：将三乙胺、三乙醇胺、一缩二丙二醇、乙二醇乙醚混合均匀，低挥发性有机化合物混合物体积百分总含量为5.7％，配制成低挥发性有机化合物混合物。
(2)配制制绒液：将氢氧化钠溶于去离子水中，得到碱性溶液，其中氢氧化钠质量百分含量为1.45％，将配制好的低挥发性有机物混合物加入到19l碱性溶液中，得到制绒液。
(3)将清洗干净的单晶硅片浸入到制绒液中进行制绒，温度控制在90℃，制绒时间为10分钟，所得硅片经金相显微镜检测，金字塔绒面大小为2～5微米，且大小均匀，排列紧密，反射率为13.6％，硅片单面腐蚀减薄量为8.6微米。
实施例7
(1)配制低挥发性有机化合物混合物：将三乙胺、4-氨基丁酸、一缩乙二醇、一缩二乙二醇单乙醚混合均匀，低挥发性有机化合物混合物体积百分总含量为16.7％，配制成低挥发性有机化合物混合物。
(2)配制制绒液：将氢氧化钠溶于去离子水中，得到碱性溶液，其中氢氧化钠质量百分含量为1.80％，将配制好的低挥发性有机物混合物加入到19l碱性溶液中，得到制绒液。
(3)将清洗干净的单晶硅片浸入到制绒液中进行制绒，温度控制在75℃，制绒时间为25分钟，所得硅片经金相显微镜检测，金字塔绒面大小为2～3微米，且大小均匀，排列紧密，反射率为13.2％，硅片单面腐蚀减薄量为26.2微米。
实施例8
(1)配制低挥发性有机化合物混合物：将三乙胺、乙醇胺、β-氨基丙酸、 一缩乙二醇、一缩二乙二醇混合均匀，低挥发性有机化合物混合物体积百分总含量为9.6％，配制成低挥发性有机化合物混合物。
(2)配制制绒液：将氢氧化钠溶于去离子水中，得到碱性溶液，其中氢氧化钠质量百分含量为1.30％，将配制好的低挥发性有机化合物混合物加入到19l碱性溶液中，得到制绒液。
(3)将清洗干净的单晶硅片浸入到制绒液中进行制绒，温度控制在80℃，制绒时间为15分钟，所得硅片经金相显微镜检测，金字塔绒面大小为2～4微米，且大小均匀，排列紧密，反射率为14.2％，硅片单面腐蚀减薄量为18.9微米。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。