一种利用新型复配单晶硅制绒腐蚀液制备具绒单晶硅的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能单晶硅片制绒技术领域，特别是涉及一种利用新型单晶硅片腐蚀液制绒的方法。
【背景技术】
[0002]在单晶硅太阳能电池的绒面制造过程中，对其表面进行化学腐蚀是现在工艺中最普遍的做法，通过制备出具有金字塔结构的表面，使其对光产生二次反射可显著提高光电转换效率。现有的工艺绝大部分是以NaOH/异丙醇(IPA)体系为主，为提高绒面表面均匀性，通常可以加入少量Na2S13,由于腐蚀液中的异丙醇具有易挥发、有毒、较昂贵等缺陷，寻找一种不含异丙醇等醇类的腐蚀液已成为当下研究的一个方向。现有文献报道以四甲基氢氧化铵(TMAH)为腐蚀液添加剂替代异丙醇，但是这种体系存在有机胺类物质，对环境不友好，同时产品反射率亦较高。另外Y.Nishimoto和席珍强分别提出了使用Na2CO3溶液和Na3PO4溶液等无醇体系作为制绒反应液，然而这些体系仍然存在重复性不好，产品反射率不如NaOH/IPA体系等缺点，故发展一种不使用异丙醇，对环境友好的腐蚀液成为一种必然需求。
[0003]本技术采用NaOH水溶液为主要腐蚀剂，通过加入聚丙烯酸钠、海藻酸钠、碳酸钠和硅酸钠，得到了一种优良的无醇单晶硅腐蚀液，制备出优质均匀绒面。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种新型复配单晶硅表面制绒腐蚀液，该腐蚀液适用于单晶硅表面制绒。
[0005]本发明技术方案是:
[0006]将单晶硅片放置于85?95°C的含有1.8?2.2%的氢氧化钠、0.3?0.4%的碳酸钠、1.1?1.3%。的聚丙烯酸钠、0.01?0.02%。的海藻酸钠和2.5?3.2%的硅酸钠的水溶液中腐蚀8?12min即可得到具绒太阳能电池用单晶硅片。
[0007]本发明以氢氧化钠、碳酸钠和硅酸钠的水溶液为缓冲碱性腐蚀液溶液，以聚丙烯酸钠和海藻酸钠为表面活性剂进行单晶硅表面制绒。该腐蚀液制绒后的单晶硅具有腐蚀速度快、不含醇等有机溶剂和制备出的具绒单晶硅反光率低等优点。
[0008]在腐蚀液中，氢氧化钠含量为1.8?2.2%，碳酸钠含量为0.3?0.4%，硅酸钠含量为2.5?3.2%，该三种物质的混合物构成缓冲溶液，能够延长腐蚀液工作时间，该配比为最佳配比，大于或小于该配比量时腐蚀的效果都会下降。
[0009]在腐蚀液中聚丙烯酸钠(MW:5100?15000)含量为1.1?1.3%ο，海藻酸钠含量为
0.01?0.02%0，这两种物质作为表面活性剂，能够改变水的表面张力，使生成的氢气能尽快脱离硅表面而使得腐蚀均匀。大于或小于该用量都会导致表面张力的不同而使得腐蚀效果不好。
[0010]该腐蚀液适用的反应温度为85?95°C，低于此温度时，该反应速度较慢。高于此温度则会使硅片表面腐蚀不均匀，实验表明该温度为最佳腐蚀温度。
[0011]本发明的优点和效果在于:
[0012]1.本发明不需要添加醇类或其他有机类物质，对环境友好。
[0013]2.本发明所用的原料都是廉价易得工业原料，成本较低。
[0014]3.本发明腐蚀时间短。
[0015]4.本发明温度适中。
【附图说明】
[0016]图1是单晶硅片经腐蚀液处理后放大5000倍SEM图像。
[0017]图2是单晶硅片经腐蚀液处理后放大1000倍SEM图
[0018]图3是腐蚀液处理后硅片的反射率图。
【具体实施方式】
[0019]将单晶硅片放置于85?95°C的含有1.8?2.2%的氢氧化钠、0.3?0.4%的碳酸钠、1.1?1.3%。的聚丙烯酸钠(MW: 5100?15000)、0.01?0.02%。的海藻酸钠和2.5?3.2%的硅酸钠的水溶液中腐蚀8?12min即可得到具绒太阳能电池用单晶硅片。
[0020]上述制得的具绒太阳能电池用单晶硅片表面形貌见图1、2，反射率见图3。
[0021]图1和图2分别为放大五千倍和一千倍的SEM图像，可以看出所得到的金字塔结构大小比较均匀并且金字塔分布致密。从图3的反射率图可以看出在600-1000nm波段内，反射率一直保持在11 %以下，其中在900nm左右达到最低值9.3 %。
【主权项】
1.一种利用新型复配单晶硅制绒腐蚀液制备具绒单晶硅方法，其特征在于:将单晶硅片放置于85?95°C的含有1.8?2.2%的氢氧化钠、0.3?0.4%的碳酸钠、1.1?1.3%。的聚丙烯酸钠、0.0l?0.02%。的海藻酸钠和2.5?3.2%的硅酸钠的水溶液中腐蚀8?12min即可得到具绒太阳能电池用单晶硅片。2.根据权利要求1所述的一种利用新型复配单晶硅制绒腐蚀液制备具绒单晶硅方法，其特征在于聚丙烯酸钠的分子量为5100?15000之间。
【专利摘要】本发明属于太阳能单晶硅片制绒技术领域，特别是涉及一种利用新型单晶硅片腐蚀液制绒的方法。该方法是将单晶硅片放置于85～95℃的含有1.8～2.2％的氢氧化钠、0.3～0.4％的碳酸钠、1.1～1.3‰的聚丙烯酸钠、0.01～0.02‰的海藻酸钠和2.5～3.2％的硅酸钠的水溶液中腐蚀8～12min即可得到具绒太阳能电池用单晶硅片。本发明具有环境友好；成本较低；腐蚀时间短；温度适中的优点。
【IPC分类】H01L31/18, C30B33/10
【公开号】CN105483834
【申请号】CN201510970884
【发明人】景崤壁, 袁丹丹, 俞磊
【申请人】扬州大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月21日