一种晶硅太阳能电池用制绒液及其制备方法
【专利摘要】本发明提出了一种晶体硅太阳能电池用制绒液及其制备方法，以重量份计，组份包括5份～30份的硝酸；1份～20份的氢氟酸；50份～95份的去离子水；0.01份～2份的添加剂。方法包括：将硝酸、氢氟酸、去离子水及添加剂加入调配罐内形成混合液；将混合液进行过滤并分装以制得成品。采用本发明可以制绒液的纯度，以提高硅片的效能。
【专利说明】—种晶硅太阳能电池用制绒液及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体【技术领域】，尤其涉及一种晶体硅太阳能电池用制绒液及其制备方法。
【背景技术】
[0002]电子化学品一般是指为电子工业配套的专用化学品，本项目电子化学品主要包括集成电路和分立器件用化学品、晶体硅太阳能用化学品和平板显示用化学品等，其具有质量要求高、功能性强、对生产及使用环境洁净度要求高和产品更精纯。
[0003]太阳能电池也称光伏电池，是一种将太阳能的光能直接转化为电电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种具有广阔发展前途的新型能源。
[0004]目前，太阳能电池片的制备工艺已经标准化，其主要步骤如下:
[0005]1.制绒:通过化学反应使原本光亮的硅片表面(包括正面和背面)形成凸凹不平的结构以延长在其表面的传播路径，从而提高太阳能电池片对光的吸收效率。
[0006]2.扩散制结:P型娃片在扩散后表面变成N型,形成PN结,使得娃片具有光伏效应。扩散的浓度、深度以及均匀性直接影响太阳能电池片的电性能，扩散进杂质的总量用方块电阻来衡量，杂质总量越小，方块电阻越大。
[0007]3.周边刻蚀:该步骤的目的在于去掉刻蚀制结时在硅片边缘形成的将PN结两端短路的导电层。
[0008]4.沉积减反射膜:目前主要有两类减反射膜，氮化硅膜和氧化钛膜，主要起减反射和钝化作用。
[0009]5.印刷电极。
[0010]6.烧结:使印刷的电极与硅片之间形成合金。
[0011]在太阳能电池片的主要制备工艺中，制绒工艺是第一步工艺，其主要作用是去除硅片表面的损伤层，以及在其表面形成良好的绒面，增加对光的吸收，同时保证后续的扩散制结、沉积减反射膜等工艺，进而保证丝网烧结后太阳能电池的效率。所以经过制绒工艺后的硅片表面的大小、形态、均匀度以及硅片表面的光亮程度对整个太阳能电池片的生产和其最终转换效率有着至关重要的影响。现有技术中，制绒液中金属的含量较高，从而影响着硅片的效能。
[0012]有鉴于此，如何设计一种满足太阳能制绒工艺用的晶体硅制绒液，以提高其纯度，从而增加硅片的效能，是业内人士亟需解决的问题。
【发明内容】
[0013]针对现有技术中，太阳能电池片的硅晶制绒液中金属的含量较大，会严重影响硅片的效能，并且对环境的污染也较大等缺陷，本发明提供了一种晶体硅太阳能电池用制绒液及其制备方法。
[0014]根据本发明的一个方面，提供了一种晶体硅太阳能电池用制绒液，其中，以重量份计，包括:
[0015]5份?30份的硝酸；
[0016]I份?20份的氢氟酸；
[0017]50份?95份的去离子水；以及
[0018]0.01份?2份的添加剂。
[0019]优选的，所述添加剂是有机酸。
[0020]优选的，所述有机酸为羧酸、磺酸、卤代酸中的一种或两种。
[0021]优选的，所述硝酸的质量浓度为65?75%。
[0022]优选的，所述硝酸的质量浓度为70%。
[0023]优选的，所述氢氟酸的质量浓度为45?55%。
[0024]优选的，所述氢氟酸的质量浓度为49%。
[0025]根据本发明的另一个方面，提供了一种上述晶体硅太阳能电池用制绒液的制备方法，其中，包括以下步骤:
[0026](a)将所述硝酸、所述氢氟酸、所述去离子水及所述添加剂加入调配罐内形成混合液；以及
[0027](b)将所述混合液进行过滤并分装以制得成品。
[0028]优选的，所述步骤(b)中通过多级循环膜过滤进行过滤。
[0029]优选的，所述多级循环膜的材质为聚四氟乙烯膜。
[0030]本发明的优点是:在制绒工艺中通过多级循环膜进行过滤，使制绒液中的金属含量达到PPb级，提高了制绒液的纯度，从而提高硅片的效能，并且采用新型工艺减少了反应时间，蚀刻后绒面能够更小更均匀，并彻底放弃IPA的使用，减少了对环境的污染。
【具体实施方式】
[0031]下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]实施例1
[0033]预先自制质量浓度为70%的硝酸和质量浓度为49%的氢氟酸，70%的硝酸是由发烟硝酸通过高效精馏提纯(设备材质为石英)，其金属离子控制在1PPb以内，经过精密混配调控其含量，最后经多级膜循环过滤得70%质量浓度的硝酸。49%质量浓度的氢氟酸是由液态HF气体通过低温常压精馏(20°C )(精馏设备为特氟龙反应釜)，经去离子水吸收的初品氢氟酸，通过精密混配及特氟龙膜循环过滤得获得。取去离子水50kg，加入70%质量浓度的硝酸5kg,在搅拌下加入49%质量浓度的氢氟酸Ikg,并加入轻酸0.0lkg,开启磁力泵充分搅勻I小时，通过多级膜循环过滤既得本产品。多级膜为不带电荷的聚四氟乙烯膜。
[0034]实施例2
[0035]预先自制质量浓度为65%的硝酸和质量浓度为45%的氢氟酸，65%的硝酸是由发烟硝酸通过高效精馏提纯(设备材质为石英)，其金属离子控制在1PPb以内，经过精密混配调控其含量，最后经多级膜循环过滤得65%质量浓度的硝酸。45%质量浓度的氢氟酸是由液态HF气体通过低温常压精馏(15°C )(精馏设备为特氟龙反应釜)，经去离子水吸收的初品氢氟酸，通过精密混配及特氟龙膜循环过滤得获得。取去离子水95kg，加入65%质量浓度的硝酸30kg，在搅拌下加入45%质量浓度的氢氟酸20kg，并加入磺酸2kg，开启磁力泵充分搅匀1.8小时，通过多级膜循环过滤既得本产品。多级膜为带电荷的聚四氟乙烯膜。
[0036]实施例3
[0037]预先自制质量浓度为75%的硝酸和质量浓度为55%的氢氟酸，75%的硝酸是由发烟硝酸通过高效精馏提纯(设备材质为石英)，其金属离子控制在1PPb以内，经过精密混配调控其含量，最后经多级膜循环过滤得75%质量浓度的硝酸。55%质量浓度的氢氟酸是由液态HF气体通过低温常压精馏(25°C )(精馏设备为特氟龙反应釜)，经去离子水吸收的初品氢氟酸，通过精密混配及特氟龙膜循环过滤得获得。取去离子水70kg，加入75%质量浓度的硝酸18kg,在搅拌下加入55%质量浓度的氢氟酸1kg,并加入卤代酸Ikg,开启磁力泵充分搅勻1.5小时，通过多级膜循环过滤既得本产品。多级膜为不带电荷的聚四氟乙烯膜。
[0038]实施例4
[0039]预先自制质量浓度为75%的硝酸和质量浓度为45%的氢氟酸，75%的硝酸是由发烟硝酸通过高效精馏提纯(设备材质为石英)，其金属离子控制在1PPb以内，经过精密混配调控其含量，最后经多级膜循环过滤得75%质量浓度的硝酸。45%质量浓度的氢氟酸是由液态HF气体通过低温常压精馏(18°C )(精馏设备为特氟龙反应釜)，经去离子水吸收的初品氢氟酸，通过精密混配及特氟龙膜循环过滤得获得。取去离子水50kg，加入75%质量浓度的硝酸18kg，在搅拌下加入45%质量浓度的氢氟酸10kg，并加入总质量为0.0lkg的羟酸和卤代酸，开启磁力泵充分搅匀1.5小时，通过多级膜循环过滤既得本产品。多级膜为带电荷的聚四氟乙烯膜。
[0040]实施例5
[0041]预先自制质量浓度为65%的硝酸和质量浓度为55%的氢氟酸，65%的硝酸是由发烟硝酸通过高效精馏提纯(设备材质为石英)，其金属离子控制在1PPb以内，经过精密混配调控其含量，最后经多级膜循环过滤得65%质量浓度的硝酸。55%质量浓度的氢氟酸是由液态HF气体通过低温常压精馏(20°C)(精馏设备为特氟龙反应釜)，经去离子水吸收的初品氢氟酸，通过精密混配及特氟龙膜循环过滤得获得。取去离子水80kg，加入65%质量浓度的硝酸28kg，在搅拌下加入55%质量浓度的氢氟酸15kg，并加入总质量为1.5kg的羟酸和磺酸，开启磁力泵充分搅匀1.5小时，通过多级膜循环过滤既得本产品。多级膜为不带电荷的聚四氟乙烯膜。
[0042]实施例6
[0043]预先自制质量浓度为72%的硝酸和质量浓度为52%的氢氟酸，72%的硝酸是由发烟硝酸通过高效精馏提纯(设备材质为石英)，其金属离子控制在1PPb以内，经过精密混配调控其含量，最后经多级膜循环过滤得72%质量浓度的硝酸。52%质量浓度的氢氟酸是由液态HF气体通过低温常压精馏(8°C)(精馏设备为特氟龙反应釜)，经去离子水吸收的初品氢氟酸，通过精密混配及特氟龙膜循环过滤得获得。取去离子水95kg，加入72%质量浓度的硝酸5kg,在搅拌下加入52%质量浓度的氢氟酸65kg,并加入卤代酸0.05kg,开启磁力泵充分搅匀1.8小时，通过多级膜循环过滤既得本产品。多级膜为带电荷的聚四氟乙烯膜。
[0044]本发明的优点是:在制绒工艺中通过多级循环膜进行过滤，使制绒液中的金属含量达到PPb级，提高了制绒液的纯度，从而提高硅片的效能，并且采用新型工艺减少了反应时间，蚀刻后绒面能够更小更均匀，并彻底放弃IPA的使用，减少了对环境的污染。
[0045]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1.一种晶体硅太阳能电池用制绒液，其特征在于，以重量份计，包括: 5份?30份的硝酸； I份?20份的氢氟酸； 50份?95份的去离子水；以及 0.01份?2份的添加剂。
2.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池用制绒液，其特征在于，所述添加剂是有机酸。
3.如权利要求2所述的晶体硅太阳能电池用制绒液，其特征在于，所述有机酸为羧酸、磺酸、卤代酸中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池用制绒液，其特征在于，所述硝酸的质量浓度为65?75%。
5.如权利要求4所述的晶体硅太阳能电池用制绒液，其特征在于，所述硝酸的质量浓度为70%。
6.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池用制绒液，其特征在于，所述氢氟酸的质量浓度为45?55%。
7.如权利要求6所述的晶体硅太阳能电池用制绒液，其特征在于，所述氢氟酸的质量浓度为49%。
8.—种如权利要求1至7任一项所述的晶体硅太阳能电池用制绒液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (a)将所述硝酸、所述氢氟酸、所述去离子水及所述添加剂加入调配罐内形成混合液；以及 (b)将所述混合液进行过滤并分装以制得成品。
9.如权利要求8所述的晶体硅太阳能电池用制绒液的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中通过多级循环膜过滤进行过滤。
10.如权利要求9所述的晶体硅太阳能电池用制绒液的制备方法，其特征在于，所述多级循环膜的材质为聚四氟乙烯膜。
【文档编号】C30B33/10GK104278330SQ201310274731
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】殷福华, 邵勇, 朱龙 申请人:江阴江化微电子材料股份有限公司