一种多晶硅片制绒方法
【专利摘要】本发明涉及一种多晶硅片制绒方法，通过在多晶硅片表面涂覆一层气体过滤筛层，然后进行酸溶液制绒，可使多晶硅片制绒的方法突破现有思维，形成细长的虫洞型绒面结构，具有更低的反射率和均匀的绒面，进而进一步提升电池片的效率。
【专利说明】—种多晶硅片制绒方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多晶硅片制绒方法。
【背景技术】
[0002]在多晶硅太阳电池制造过程中，硅片表面制绒是关键的环节。制绒的效果直接影响了最终电池片的转换效率。由于多晶硅片由不同晶向的晶粒组成，多用酸性溶液来制绒，但绒面尺寸较大且均匀性不佳，不同晶粒之间色差比较明显，表面反射率较高，制绒稳定性不好。另外，表面容易出现黑线，导致电池表面色差比例增大，电池暗电流增加。
[0003]本发明所提供的新型多晶硅片制绒方法，可使多晶硅片制绒的方法突破现有思维，形成细长的虫洞型绒面结构，具有更低的反射率和均匀的绒面，进而进一步提升电池片的效率。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种新型多晶硅片制绒的方法，其特征在于:在多晶硅片表面涂覆一层气体过滤筛层，然后进行酸溶液制绒。采用本发明的制绒方法能够形成细长的虫洞型结构的绒面，具有更低的反射率和均匀的绒面。
[0005]本申请的发明人经过长时间研究发现，在制绒过程中，由于气体过滤筛的特殊尺寸和表面张力，使得硅片与制绒液反应产生的气体在达到一定尺寸之前就被排除到过滤筛之外，能够有效避免在硅片表面积聚形成大气泡，从而控制了绒面结构中虫洞的尺寸和形貌。这种绒面结构降低了太阳光的表面反射率，进一步提高电池片的效率。
[0006]本发明使用的气体过滤筛层如下制备:(1)气体过滤筛原料液的制备:将热固性树脂溶于溶剂中，然后加入偶联剂，加入油酸、油酸酰胺、硬脂酸、邻苯二甲酸二辛酯中的一种，随后冷却至室温，形成气体过滤筛原料液；(2)涂覆气体过滤筛:将气体过滤筛原料液涂覆在多昌硅片上；(3)固化气体过滤筛:将涂覆在多晶硅片上的气体过滤筛原料液固化。固化时间为10秒一30分钟，固化温度为:20-100°C，优选加热至50-300°C的温度固化15-300秒，可以用光照固化或加热固化。
[0007]所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选硅烷偶联剂KH-560和硅烷偶联剂KH-570。
[0008]本发明所述气体过滤筛厚度为:0.5-30 μ m。
[0009]本发明所述热固性树脂选自丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂或其他树脂中的一种或几种，优选丙烯酸树脂和环氧树脂，最优选丙烯酸树脂。
[0010]本发明提供用于多晶硅片新型制绒方法中酸溶液的配制方法，包括将3060重量份的硝酸和7-20重量份的氢氟酸溶于水中，得到100重量份的酸溶液。优选使用40-50重量份的硝酸和10-15重量份的氢氟酸溶于水中，得到100重量份的酸溶液。
[0011]所述硝酸的质量浓度为40-75%，所述氢氟酸的质量浓度为40-60%，优选所述硝酸的质量浓度为69%，所述氢氟酸的质量浓度为49%。
[0012]任选向酸溶液中加入制绒添加剂，制绒添加剂包含三乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮和7jC，例如使用常州时创能源科技有限公司的多晶硅太阳电池制绒辅助品(产品名称:多晶硅太阳电池制绒辅助品TP2系列)。
[0013]本发明多晶硅片制绒方法制绒温度为8_25°C，时间为50-200S。
[0014]本发明的优点在于:采用本发明的制绒方法，可以得到细长的虫洞型结构的绒面，同时保持低反射率和均匀绒面，进而提高电池片的光电转换效率。此外，本发明具有无毒性，无腐蚀性，无刺激性，对人体和环境无危害，并且配制和使用工艺简单，设备低廉，重复性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是实施例1得到的硅片表面制绒面的扫描电镜照片。
[0016]图2是实施例1得到的硅片表面制绒面的反射光谱。
[0017]图3是实施例2得到的硅片表面制绒面的扫描电镜照片。
[0018]图4是实施例2得到的硅片表面制绒面的反射光谱。
[0019]图5是实施例3得到的硅片表面制绒面的扫描电镜照片。
[0020]图6是实施例3得到的硅片表面制绒面的反射光谱。
【具体实施方式】
[0021]以下实施例中使用的部分原料如下所示:
[0022]水溶性聚丙烯酸酯:聚季戊四醇四丙烯酸酯
[0023]水溶性聚氨酯:异佛尔酮二异氰酸酯聚氨酯
[0024]娃烧偶联剂KH-560:3-(2, 3-环氧丙氧)丙基二甲氧基娃烧
[0025]娃烧偶联剂KH-570: Y -(甲基丙稀酸氧)丙基二甲氧基娃烧
[0026]硬脂酸:一级品硬脂酸
[0027]油酸:一级品油酸
[0028]实施例1
[0029]采取如下工艺步骤:1)配制气体过滤筛:将5g水溶性聚丙烯酸酯和3g水溶性聚氨酯在70°C条件下溶于100ml乙醇中，之后在70°C条件下加入0.5ml的硅烷偶联剂KH-560和1ml的硬脂酸，形成气体过滤筛液，并冷却至室温；2)配制酸溶液:将500ml硝酸(浓度为69%)和100ml氢氟酸(浓度为49%)溶于去离子水中，配成1L的酸溶液；3)涂覆气体过滤筛:将气体过滤筛液通过旋涂法在多晶硅片上涂覆，速度先为慢速300转/min，再快速2500转/min，对应时间分别为5s和30s ；4)固化气体过滤筛:通过烘箱固化法固化，固化温度为80°C,时间为5min ；5)制绒:将涂覆有过滤筛的多晶娃片放置于酸溶液中制绒，制绒温度为50°C，时间为50s ；
[0030]图1给出了根据实施例1制绒后硅片表面制绒面的扫描电镜照片，从图中可以看到硅片表面形成了新型的细长的虫绒面，长度约为15-30 μ m，宽度约为2-3 μ m。图2给出了根据实施例1制绒后制绒后硅片表面制绒面的反射光谱，从图中可以看到，本发明得到的硅片表面制绒面的反射率较低，300-1 lOOnm波长范围内的积分反射率低于16%。
[0031]实施例2
[0032]采取如下工艺步骤:1)配制气体过滤筛:将8g水溶性聚丙烯酸酯在75°C的条件下溶于100ml丙酮中，之后在70°C的条件下加入0.8ml的硅烷偶联剂KH-570和1ml的油酸，形成气体过滤筛液，并冷却至室温；2)配制酸溶液:将450ml硝酸、150ml氢氟酸和5ml制绒添加剂混合，共配成1L的酸溶液；3)涂覆过滤筛:将过滤筛液通过提拉法在多晶硅片上涂覆，提拉速度为lmm/mm，时间为50min ；4)固化过滤筛:通过紫外法固化，紫外灯的功率为200w,时间为300s ；5)制绒:将涂覆有过滤筛的多晶娃片放放置于酸溶液中制绒,制绒温度为20°C，时问为70s ；
[0033]图3给出了根据实施例2制绒后硅片表面制绒面的扫描电镜照片，从图中可以看到硅片表面形成了新型的细长的虫绒面，长度约为12-26 μ m，宽度约为2-4 μ m。图4给出了根据实施例2制绒后制绒后硅片表面制绒面的反射光谱，从图中可以看到，本发明得到的硅片表面制绒面的反射率较低，300-1100nm波长范围内的积分反射率低于17.5%。
[0034]实施例3:
[0035]除了没有使用气体过滤筛、其它条件与实施例1相同，重复进行实施例1，对多晶硅片进行制绒，所得扫描电镜照片和反射光谱如图5和图6所示。根据图5和图6所示，不使用气体过滤筛具有以下缺点:形成肥胖的虫洞型结构的绒面，反射率较高和绒面不均匀。
【权利要求】
1.一种多晶硅片制绒方法，其特征在于:在多晶硅片表面涂覆一层气体过滤筛层，然后进行酸溶液制绒。
2.根据权利要求1所述的制绒方法，其特征在于:所述气体过滤筛层为热固性树脂层。
3.根据权利要求1-2中任意一项所述的制绒方法，其特征在于:所述气体过滤筛层厚度为:0.5-30 μ m。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制绒方法，其特征在于所述气体过滤筛层如下制备:(1)气体过滤筛原料液的制备:将热固性树脂溶于溶剂中，加入偶联剂，然后加入油酸、油酸酰胺、硬脂酸、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种，随后冷却至室温，形成气体过滤筛原料液，所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选硅烷偶联剂KH-560和硅烷偶联剂KH-570 ； (2)涂覆气体过滤筛:将气体过滤筛原料液涂覆在多晶硅片上；(3)固化气体过滤筛:将涂覆在多晶硅片上的气体过滤筛原料液通过光照固化或加热固化的方式进行固化。
5.根据权利要求4中任意一项所述的制绒方法，其特征在于固化时间为10秒-30分钟，固化温度为:20-100°C，优选加热至50-300°C的温度固化15-300秒。
6.根据权利要求2或4所述的制绒方法，其特征在于热固性树脂选自丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂中的一种或几种。
7.根据权利要求2或4所述的制绒方法，其特征在于热固性树脂使用水溶性聚丙烯酸脂和/或水溶性聚氨酯。
8.根据权利要求2或4所述的制绒方法，其特征在于热固性树脂使用环氧树脂。
9.根据权利要求4所述的制绒方法，其特征在于酸溶液包含的组分为:硝酸、氢氟酸，任选的制绒添加剂，以及余量的水，其中水优选为去离子水。
10.根据权利要求9所述的制绒方法，其特征在于制绒添加剂中包含三乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮和水。
11.根据权利要求4所述的制绒方法，其特征在于溶剂选自乙醇、丙酮、环己酮、二甲基甲酰胺、乙醚、乙酸乙酯、二甲苯、甲苯和石油醚中一种或多种。
12.根据权利要求4所述的制绒方法，其特征在于溶剂选自乙醇和丙酮。
【文档编号】H01L31/18GK103681958SQ201310482090
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】章圆圆, 符黎明, 区升举, 张丽娟, 陈培良 申请人:常州时创能源科技有限公司