一种单晶硅片无醇制绒工艺及其制绒添加剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池领域，尤其是一种单晶硅片无醇制绒工艺及其制绒添加剂。
【背景技术】
[0002]在太阳能电池制备过程中，为了提高太阳能电池效率，需要在单晶硅片表面制作绒面，有效的绒面结构可以使得入射太阳光在硅片表面形成二次反射或多次反射，增加光的利用率，使得更多的光子在靠近pn结附近的区域被吸收产生光生载流子，这些光生载流子更容易被收集，因此增加了光生载流子的收集效率。
[0003]常规的制绒工艺一般采用氢氧化钠或氢氧化钾，添加适当异丙醇和硅酸钠的混合溶液进行制绒。其缺点是:制绒金字塔不均匀，对原始硅片表面状态要求高，化学品消耗比较大，制绒工艺控制难度较大，异丙醇等挥发量大，需要不断调液，操作难度高，从而带来制绒外观返工率很高，电池片转换率较低等问题。
[0004]在申请号(201310394735.2)《单晶硅片制绒添加剂及其使用方法》公开一种添加剂组分为:聚乙二醇、苯甲酸钠、柠檬酸、水解聚马来酸酐、乙酸钠和余量的水。同时还提供了一种单晶硅片的制绒方法，利用上述制绒液对单晶硅片进行制绒。该添加剂不需要使用大量的异丙醇或乙醇，大量降低了制绒液的COD，降低了制绒成本，减少环境污染。在申请号(201210474010.X)《一种低成本单晶硅片制绒添加剂》公开了一种单晶制绒添加剂，其组分为:络合剂、蜜糖、全氟表面活性剂和去离子水组成。该添加剂在制绒过程中不需要补加添加剂有较宽的工艺操作范围和更高的溶液存放寿命。以上两种添加剂虽然都不需要添加异丙醇，降低了制绒废液的COD，降低了制绒成本，但都存在制绒后绒面白斑白点、手指印等比例偏高，绒面外观较不干净的问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:提出一种单晶硅片无醇制绒工艺及其制绒添加剂，能够使得化学反应均匀进行，绒面外观更干净，返工率更低。
[0006]本发明所采用的技术方案为:一种单晶硅片无醇制绒工艺，包括以下步骤:
[0007]I)配制预处理液:将质量比为0.1wt %?1wt %的氧化剂，质量比为0.1wt %?5wt%的碱，加入到余量的水中，混合均匀，加热到60°C -80°C ；
[0008]2)配制制绒添加剂:将0.05wt%? 5wt%的季戊四醇，0.lwt%?5界1:%的三乙醇胺，0.0lwt%?5￥丨％的木质素磺酸钠，加入到余量的水中，搅拌混合均匀配制成添加剂；
[0009]3)配制制绒液:将步骤2)配制的添加剂加入到碱溶液中，混合均匀配制成制绒液，制绒添加剂与碱溶液的质量比为0.1?5:100 ；
[0010]4)将硅片浸入到步骤I)中配制的制绒预处理液中，预处理液温度为60°C -80°c,预处理时间60s?300s ;预处理完成后将硅片浸入到去离子水中，水温为室温，水洗时间为60s-300s ;水洗完成后加入到步骤3)配制的制绒液中，制绒温度为70°C _90°C，制绒时间600s ?1500so
[0011]进一步的说，本发明所述的步骤I)中，氧化剂为次氯酸钠、次氯酸及过氧化氢中的一种或几种；所述的碱是稀氢氧化钠、稀氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水及有机碱等其中的一种或几种。
[0012]再进一步的说，本发明所述的步骤3)中，所述的碱溶液是质量分数为0.1%-5%的氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
[0013]本发明制绒添加剂的组分包括:木质素磺酸钠、季戊四醇、三乙醇胺以及去离子水；各组分质量百分比含量为:季戊四醇0.05wt% _5wt%，三乙醇胺0.1wt % _5wt%，木质素磺酸钠0.01wt% _5wt%，余量为去离子水。采用该添加剂进行单晶硅片制绒，不需要添加异丙醇及乙醇，减少了制绒液的COD，降低了制绒成本。
[0014]本发明的有益效果是:对硅片进行预处理，将硅片表面残留的有机清洗剂去除干净，可以降低制绒后硅片外观的白斑白点比例，降低绒面返工率，有利于晶体硅太阳能电池的工艺稳定，具有很好的实用价值；并且在单晶硅片的绒面制作时，不需要使用大量的异丙醇或乙醇，大量降低了制绒液COD，并且可获得均匀、细小、密集的绒面金字塔。
【具体实施方式】
[0015]现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0016]实施例一
[0017]采用季戊四醇、木质素磺酸钠、三乙醇胺及去离子水配制成单晶制绒添加剂，其中季戊四醇的浓度为0.2wt%,木质素磺酸钠的浓度为0.1 %，三乙醇胺的浓度为0.5wt %，然后将配制的制绒添加剂加入到质量分数Iwt %的氢氧化钠水溶液中，无醇单晶制绒添加剂与去离子水的质量比为1:100，然后将此制绒液加热到75°C。采用过氧化氢，氨水及去离子水配制预处理液，其中过氧化氢的浓度为lwt%，氨水的浓度为0.5wt%，将此预处理液加热到60°C。先将面积为156mmX 156mm、厚度约为200um的单晶硅片放入预处理溶液中，进行预处理，预处理时间为150s，然后将硅片取出，水洗30s，再将硅片放入制绒液中，进行制绒，制绒时间1080s，制绒完成后，清洗，烘干，称量减重，并进行观测反射率及绒面形貌。所得硅片减重0.55g-0.75g，反射率11%左右，。所得到的绒面金字塔显微镜大小均匀、细小、密集，金字塔尺寸在2um-5um。
[0018]实施例二
[0019]采用季戊四醇、木质素磺酸钠、三乙醇胺及去离子水配制成单晶制绒添加剂，其中季戊四醇的浓度为0.4wt%,木质素磺酸钠的浓度为0.3%，三乙醇胺的浓度为0.5wt%，然后将配制的制绒添加剂加入到质量分数1.5wt %的氢氧化钠水溶液中，无醇单晶制绒添加剂与去离子水的质量比为1.5:100，然后将此制绒液加热到80°C。采用次氯酸钠，氢氧化钠及去离子水配制预处理液，其中次氯酸钠的浓度为lwt%，氢氧化钠的浓度为0.5wt%，将此预处理液加热到70°C。先将面积为156mmX 156mm、厚度约为200um的单晶硅片放入预处理溶液中，进行预处理，预处理时间为120s，然后将硅片取出，水洗60s，再将硅片放入制绒液中，进行制绒，制绒时间1080s，制绒完成后，清洗，烘干，称量减重，并进行观测反射率及绒面形貌。所得硅片减重0.55g-0.75g，反射率11%左右，金字塔绒面大小在2um-5um。
[0020]实施例三
[0021]采用季戊四醇、木质素磺酸钠、三乙醇胺及去离子水配制成单晶制绒添加剂，其中季戊四醇的浓度为0.6wt%，木质素磺酸钠的浓度为0.5%，三乙醇胺的浓度为Iwt%，然后将配制的制绒添加剂加入到质量分数2wt %的氢氧化钠水溶液中，无醇单晶制绒添加剂与去离子水的质量比为2:100，然后将此制绒液加热到75°C。采用次氯酸，碳酸钠及去离子水配制预处理液，其中次氯酸的浓度为lwt%，碳酸钠的浓度为0.5wt%，将此预处理液加热到70°C。先将面积为156mmX 156mm、厚度约为200um的单晶硅片放入预处理溶液中，进行预处理，预处理时间为150s，然后将硅片取出，水洗60s，再将硅片放入制绒液中，进行制绒，制绒时间1200s，制绒完成后，清洗，烘干，称量减重，并进行观测反射率及绒面形貌。所得硅片减重0.55g-0.75g，反射率10.8%左右，金字塔绒面大小在1.5um_5um。
[0022]以上说明书中描述的只是本发明的【具体实施方式】，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的【具体实施方式】做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。
【主权项】
1.一种单晶硅片无醇制绒工艺，其特征在于包括以下步骤: 1)配制预处理液:将质量比为0.lwt%?10界1:%的氧化剂，质量比为0.lwt%?5wt%的碱，加入到余量的水中，混合均匀，加热到60°C -80°C ； 2)配制制绒添加剂:将0.05wt%? 5wt%的季戊四醇，0.1wt %?5wt%的三乙醇胺，0.0lwt%?5￥丨％的木质素磺酸钠，加入到余量的水中，搅拌混合均匀配制成添加剂； 3)配制制绒液:将步骤2)配制的添加剂加入到碱溶液中，混合均匀配制成制绒液，制绒添加剂与碱溶液的质量比为0.1?5:100 ; 4)将硅片浸入到步骤I)中配制的制绒预处理液中，预处理液温度为60°C-80°C，预处理时间60s?300s ;预处理完成后将硅片浸入到去离子水中，水温为室温，水洗时间为60s-300s ;水洗完成后加入到步骤3)配制的制绒液中，制绒温度为70°C _90°C，制绒时间600s ?1500so
2.如权利要求1所述的一种单晶硅片无醇制绒工艺，其特征在于:所述的步骤I)中，氧化剂为次氯酸钠、次氯酸及过氧化氢中的一种或几种；所述的碱是稀氢氧化钠、稀氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水及有机碱等其中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种单晶硅片无醇制绒工艺，其特征在于:所述的步骤3)中，所述的碱溶液是质量分数为0.1% -5%的氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
4.一种如权利要求1所述的单晶硅片无醇制绒工艺所用到的制绒添加剂，其特征在于:制绒添加剂的组分包括:木质素磺酸钠、季戊四醇、三乙醇胺以及去离子水；各组分质量百分比含量为:季戊四醇0.05wt% _5wt%，三乙醇胺0.1wt % _5wt%，木质素磺酸钠0.0lwt% _5wt%，余量为去离子水。
【专利摘要】本发明涉及一种单晶硅片无醇制绒工艺及制绒添加剂，首先将硅片加入到预处理液中，对硅片进行预处理，预处理时间60s-300s，再加入到制绒液中进行制绒；单晶硅制绒工艺为：将去离子水加热到70℃-90℃，加入氢氧化钠或氢氧化钾，得到单晶硅制绒腐蚀液。采用该制绒添加剂制绒时，不需要异丙醇或乙醇等，可以获得细小、均匀、密集的金字塔绒面，降低制绒成本，避免环境污染；在制绒前加入预处理工艺，可以使制绒后硅片更干净，减少白斑指纹印等返工，具有一定的实用价值。
【IPC分类】H01L31-18, C30B33-10
【公开号】CN104576831
【申请号】CN201410850205
【发明人】瞿辉, 徐春, 曹玉甲, 吕晓华
【申请人】江苏顺风光电科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月31日