专利名称：单晶硅片植绒工艺液及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种单晶硅片植绒工艺液及其制备方法。
背景技术：
当今世界硅基太阳能电池按材料区分可分为两大阵营即多晶和单晶太阳能电池。 绒面制程是太阳能电池制程中的第一道工艺，也是一道极为关键的工艺制程。一般而言对于太阳能电池的硅基材料的反射率为30-35%，意即100%的太阳能光投射到硅基表面，有约30-35%的太阳能光被反射，而不能有效利用这部分太阳光的能量。绒面工艺的主要作用就在于将硅基材料的反射率降到最低，以求最大范围的利用太阳光给我们提供的能量。目前绒面工艺按硅基材料可分为酸制程和碱制程。对于单晶硅硅基材料而言，主流的传统绒面工艺为碱制程，其内容为先利用高浓度的氢氧化钾或氢氧化钠20%的水溶液进行去除由于切割过程中留下的切割痕迹或称为损伤层，一般需去除5-10 μ m左右厚度的硅材料， 然后再利用氢氧化钾或氢氧化钠、乙丙醇与硅酸钠的混合水溶液在80°C的温度下刻蚀而成在微观下观察得到的密集金字塔。其反射率将降至14%左右。但是传统的碱绒面制程的最大缺陷在于由于大量使用乙丙醇，而其低沸点和易挥发的化学特性造成了绒面制程批次间的不稳定，时常会出现大量的花斑片，并严重影响电池片的外观和发电效率。目前，太阳能电池片行业绒面花斑，在一些大厂能被控制在2%左右，但对于那些小厂或工艺尚不够成熟的厂家，花斑率一般在5-10%。
发明内容
发明目的本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种单晶硅片植绒工艺液，该单晶硅片植绒工艺液可以保证各批次单晶硅片电池的植绒效果统一性并能够减少绒面花斑的产生提高电池片的转换能量的效率，本发明的另一个目的事提供一种制备所述单晶硅片植绒工艺液的方法。技术方案为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种单晶硅片植绒工艺液，包括以下重量份配比的原料构成工业纯水62 86 份；电子级的氢氧化钾、氢氧化钠或二者的混合物5 15份；CP级的高基环类物料5 15 份；电子级的硅酸钠、硅酸钾或二者的混合物4 8份。所述的CP级的高基环类物料为丁酸、乙酸、戊酸或者庚酸。—种制备单晶硅片植绒工艺液的方法，包括以下步骤(1)将10 30份的工业纯水以及5 15份电子级的氢氧化钾、氢氧化钠或二者的混合物加入反应釜中，800-2500r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在15 30分钟；(2)待氢氧化钾或氢氧化钠完全溶解后，按5 15份的比例逐量加入CP级的高基环类物料，800-3000r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；
C3)按4 8份的比例加入电子级的硅酸钠、硅酸钾或二者的混合物，800-2500r/ min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在 30 60分钟；(4)最后加入32 76份的50°C 80°C热纯水，800-2500r/min搅拌，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C搅拌时间控制在30 60分钟；(5)自然冷却至30°C以下后，包装。所述的步骤(》CP级的高基环类物料为丁酸、乙酸、戊酸或者庚酸。有益效果本发明与现有技术相比，其有益效果是1、通过高基环类替代易挥发的乙丙醇，消除花斑的同时达到提高电池片转换效率；2、降低了绒面生产的直接成本；3、传统绒面工艺对设备的要求较高，绒面槽需配备鼓泡或槽内循环装置，并对这些辅助装置的稳定度要求极高，采用本发明的植绒液对设备的要求不高，达到不用任何的辅助装置就能达到很好的绒面效果，且绒面的质量稳定度得到提高；4、传统绒面工艺前，需进行去损伤层工艺，然后进行绒面工艺，二道工艺后硅片将被减薄30 μ m左右，而采用本发明的植绒液在绒面制程后硅片减薄量控制在20 μ m之内，即解决了硅基片源薄化后工艺过程中的碎片率提升的困扰，又改善了薄片条件下的电池片弯曲程度；5、采用本发明的单晶硅片植绒液在植绒过程中的废液产生量只相当于传统绒面制程的废液的八分之一，大大降低了工艺废液的处理量，从而节约了生产厂家处理废液的人力、物力并且环保。
具体实施例方式下面通过实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。具体实施例1 一种单晶硅片植绒工艺液，包括以下重量份配比的原料构成工业纯水62份；电子级的氢氧化钾5份；丁酸5份；电子级的硅酸钠4份。制备方法为(1)将10份的工业纯水以及5份电子级的氢氧化钾加入反应釜中，800-2500r/min 搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在15 30分钟；(2)待氢氧化钾完全溶解后，按5份的比例逐量加入丁酸，800-3000r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(3)按4份的比例加入电子级的硅酸钠，800-2500r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(4)最后加入52份的50°C 80°C热纯水，800-2500r/min搅拌，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C搅拌时间控制在30 60分钟；
(5)自然冷却至30°C以下后，包装。具体实施例2 一种单晶硅片植绒工艺液，包括以下重量份配比的原料构成工业纯水86份；电子级的氢氧化钾15份；乙酸15份；电子级的硅酸钠8份。制备方法为(1)将30份的工业纯水以及15份电子级的氢氧化钾加入反应釜中，800_2500r/ min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在 15 30分钟；(2)待氢氧化钾完全溶解后，按15份的比例逐量加入乙酸，800-3000r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(3)按8份的比例加入电子级的硅酸钠，800-2500r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(4)最后加入56份的50°C 80°C热纯水，800-2500r/min搅拌，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C搅拌时间控制在30 60分钟；(5)自然冷却至30°C以下后，包装。具体实施例3 一种单晶硅片植绒工艺液，包括以下重量份配比的原料构成工业纯水74份；电子级的氢氧化钾10份；戊酸10份；电子级的硅酸钠6份。制备方法为(1)将20份的工业纯水以及10份电子级的氢氧化钾加入反应釜中，800_2500r/ min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在 15 30分钟；(2)待氢氧化钾完全溶解后，按10份的比例逐量加入戊酸，800-3000r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(3)按6份的比例加入电子级的硅酸钠，800-2500r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(4)最后加入M份的50°C 80°C热纯水，800-2500r/min搅拌，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C搅拌时间控制在30 60分钟；(5)自然冷却至30°C以下后，包装。具体实施例4 一种单晶硅片植绒工艺液，包括以下重量份配比的原料构成工业纯水86份；电子级的氢氧化钠15份；庚酸15份；电子级的硅酸钾8份。制备方法为(1)将30份的工业纯水以及15份电子级的氢氧化钠加入反应釜中，800_2500r/ min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在 15 30分钟；(2)待氢氧化钠完全溶解后，按15份的比例逐量加入庚酸，800-3000r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(3)按8份的比例加入电子级的硅酸钾，800-2500r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(4)最后加入56份的50°C 80°C热纯水，800-2500r/min搅拌，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C搅拌时间控制在30 60分钟；(5)自然冷却至30°C以下后，包装。具体实施例5 一种单晶硅片植绒工艺液，包括以下重量份配比的原料构成工业纯水62份；电子级的氢氧化钠5份；丁酸5份；电子级的硅酸钾4份。制备方法为(1)将10份的工业纯水以及5份电子级的氢氧化钠加入反应釜中，800-2500r/min 搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在15 30分钟；(2)待氢氧化钠完全溶解后，按5份的比例逐量加入丁酸，800-3000r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(3)按4份的比例加入电子级的硅酸钾，800-2500r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(4)最后加入52份的50°C 80°C热纯水，800-2500r/min搅拌，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C搅拌时间控制在30 60分钟；(5)自然冷却至30°C以下后，包装。具体实施例6:一种单晶硅片植绒工艺液，包括以下重量份配比的原料构成工业纯水74份；电子级的氢氧化钠与氢氧化钾混合物15份；乙酸15份；电子级的硅酸钾与硅酸钠混合物6 份。制备方法为(1)将20份的工业纯水以及15份电子级的氢氧化钠与氢氧化钾混合物加入反应釜中，800-2500r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C， 搅拌时间控制在15 30分钟；(2)待氢氧化钠完全溶解后，按15份的比例逐量加入乙酸，800-3000r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(3)按6份的比例加入电子级的硅酸钾与硅酸钠混合物，800-2500r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C，搅拌时间控制在30 60分钟；(4)最后加入M份的50°C 80°C热纯水，800-2500r/min搅拌，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C 80°C搅拌时间控制在30 60分钟；(5)自然冷却至30°C以下后，包装。本发明的单晶硅片植绒工艺液与传统的植绒工艺液的对照表
技术参数本发明的植绒液传统植绒液反射率sS 14%14-15%花片率0%2-5%工艺稳定性控制另难工艺时间sS 20min30m in操作性简单较复杂对设备的要求低尚寿命指标100克硅刻蚀量/kg12克硅刻蚀量/kg成本0. 11元1片0. 12-0. 13 元 / 片对高方租的适应性强弱工艺废水相当于传统工艺的1/8里多对片源的适应性强差
权利要求
1.一种单晶硅片植绒工艺液，其特征在于包括以下重量份配比的原料 工业纯水62 86份；电子级的氢氧化钾、氢氧化钠或二者的混合物 5 15份； CP级的高基环类物料5 15份；电子级的硅酸钠、硅酸钾或二者的混合物4 8份。
2.根据权利要求1所述的单晶硅片植绒工艺液，其特征在于所述的CP级的高基环类物料为丁酸、乙酸、戊酸或者庚酸。
3.一种制备权利要求1所述的单晶硅片植绒工艺液的方法，其特征在于包括以下步骤(1)将10 30份的工业纯水以及5 15份电子级的氢氧化钾、氢氧化钠或二者的混合物加入反应釜中，800-2500r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在 500C _80°C，搅拌时间控制在15-30分钟；(2)待氢氧化钾和/或氢氧化钠完全溶解后，按5 15份的比例逐量加入CP级的高基环类物料，800-3000r/min搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在 500C _80°C，搅拌时间控制在30-60分钟；(3)按4 8份的比例加入电子级的硅酸钠、硅酸钾或二者的混合物，800-2500r/min 搅拌促进其溶解，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C -80°C，搅拌时间控制在30-60 分钟；(4)最后加入剩余量的50°C 80°C的工业纯水，800-2500r/min搅拌，并通过加热隔套将溶液的温度保持在50°C -80°C，搅拌时间控制在30-60分钟；(5)自然冷却至30°C以下后，包装。
4.根据权利要求5所述的一种制备单晶硅片植绒工艺液的方法，其特征在于所述的步骤(2)CP级的高基环类物料为丁酸、乙酸、戊酸或者庚酸。
全文摘要
本发明公开了一种单晶硅片植绒工艺液及其制造方法。该单晶硅片植绒工艺液，包括以下重量份配比的原料工业纯水62～86份，电子级的氢氧化钾5～15份，CP级的高基环类物料5～15份，电子级的硅酸钠4～8份。该单晶硅片植绒工艺液制造方法为将10～30份的工业纯水以及5～15份电子级的氢氧化钾或氢氧化钠或二者的混合物加入反应釜中，搅拌溶解；然后按5～15份的比例逐量加入CP级的高基环类物料，搅拌溶解；再按4～8份的比例加入电子级的硅酸钠或者硅酸钾或者二者的混合物，搅拌溶解；最后加入32～76份的50℃-80℃热纯水，搅拌；自然冷却包装。采用该技术方案的单晶硅片植绒工艺液，消除单晶硅片花斑的同时达到提高电池片转换效率，降低了绒面生产的成本且绒面的质量稳定度得到提高。
文档编号C30B33/10GK102154710SQ20101058041
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者曹向阳, 江彤 申请人:扬州瀚源新材料科技有限公司