[發(fā)明專利]一種植絨液及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010172595.0
• 申請(qǐng)日: 2010-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101844872A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建國(guó);馬星雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海長(zhǎng)悅涂料有限公司
• 主分類號(hào): C03C15/00
• 分類號(hào): C03C15/00
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 蔣衛(wèi)國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種植絨液，特別是一種在制造太陽(yáng)能電池工藝的植絨工藝中應(yīng)用到的植絨液，同時(shí)本發(fā)明還介紹了植絨液的制備方法。

背景技術(shù)

當(dāng)今世界硅基太陽(yáng)能電池按材料區(qū)分可分為兩大陣營(yíng)即多晶和單晶太陽(yáng)能電池。植絨制程是太陽(yáng)能電池制程中的第一道工藝，也是一道極為關(guān)鍵的工藝制程。一般而言對(duì)于太陽(yáng)能電池的硅基材料的反射率為30-35％，意即100％的太陽(yáng)能光投射到硅基表面，有約30-35％的太陽(yáng)能光被反射，而不能有效利用這部分太陽(yáng)光的能量。植絨工藝的主要作用就在于將硅基材料的反射率降到最低，以求最大范圍的利用太陽(yáng)光給我們提供的能量。

目前植絨工藝按硅基材料可分為酸制程和堿制程。對(duì)于單晶硅硅基材料而言，目前主流的傳統(tǒng)絨面工藝為堿制程，其內(nèi)容為：先利用高濃度的氫氧化鉀(或氫氧化鈉)(20％)的水溶液進(jìn)行去除由于切割過(guò)程中留下的切割痕跡(或稱為損傷層)，一般需去除5-10μm左右厚度的硅材料，然后再利用氫氧化鉀(或氫氧化鈉)+異丙醇+硅酸鈉的混合水溶液在80℃的溫度下刻蝕而成在微觀下觀察得到的密集金字塔。其反射率將降至14％左右。也就是說(shuō)通過(guò)植絨制程，可以拿回了15-20％的太陽(yáng)光能量。但是傳統(tǒng)的堿絨面制程的最大缺陷在于：由于大量使用異丙醇，而其低沸點(diǎn)和易揮發(fā)的化學(xué)特性造成了植絨制程批次間的不穩(wěn)定，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)大量所謂的花斑片，并嚴(yán)重影響電池片的外觀和發(fā)電效率。

一般的，太陽(yáng)能電池片行業(yè)絨面花斑，在一些大廠能被控制在2％左右，但對(duì)于那些小廠或工藝尚不夠成熟的廠家，花斑率一般在5-10％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有制備太陽(yáng)能電池的植絨工藝中使用的植絨液含有的異丙醇等低沸點(diǎn)、易揮發(fā)的化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)在使用過(guò)程中會(huì)造成植絨工藝批次間的不穩(wěn)定，并時(shí)常會(huì)出現(xiàn)大量的花斑片，從而嚴(yán)重影響電池片的外觀和發(fā)電效率的問(wèn)題，并針對(duì)該問(wèn)題提供了一種植絨液，在植絨工藝中使用本發(fā)明所述的植絨液，至少可以從根本上解決上述技術(shù)問(wèn)題。

具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的：

一種植絨液，包括能與硅反應(yīng)的堿、硅酸鹽、消泡劑及水，所述消泡劑為戊酸戊醇混合物，戊酸戊醇混合物中戊酸與戊醇的質(zhì)量比為3∶1～2∶1。

正如本發(fā)明背景技術(shù)部分所言，現(xiàn)有植絨工藝中有利用氫氧化鉀(或氫氧化鈉)+異丙醇+硅酸鈉的混合水溶液將硅片在80℃的溫度下刻蝕，從而在硅基片表面形成微觀下觀察得到的密集金字塔這一步驟，在該步驟中，異丙醇是消泡劑，用于將氫氧化鉀(或氫氧化鈉)和硅片反應(yīng)所產(chǎn)生的氫氣帶走。由于異丙醇的沸點(diǎn)較低(82.6℃)，因此，異丙醇極易揮發(fā)。

而在實(shí)際操作中，植絨槽的不同部位的溫度難免會(huì)受溫度控制精度的影響而高低不均勻，也即在植絨槽內(nèi)的不同部位，異丙醇的揮發(fā)程度是不盡相同的。如果某些部位的溫度偏高，則異丙醇的揮發(fā)就比較大，從而就會(huì)導(dǎo)致這些部位的異丙醇濃度偏低，使不同部位的硅基片刻蝕速率也不一致(即植絨工藝批次間的不穩(wěn)定)，最終在硅片表面形成肉眼看到的花片。

本發(fā)明采用的戊酸戊醇混合物的沸點(diǎn)一般高于200℃，因此，足以保證在植絨工藝中不發(fā)生揮發(fā)。

同時(shí)本發(fā)明所述戊酸戊醇混合物中的各組份都有各自的作用，一般而言，醇類物質(zhì)(在這里即指戊醇)的加入能有效降低體系表面張力，使得產(chǎn)生氫氣不能吸附于硅片之上，有利于產(chǎn)生的氫氣脫泡排出，從而能起到消泡作用。而戊酸戊醇混合物中的戊酸能和氫氧化鉀反應(yīng)生成戊酸鉀，戊酸鉀吸附在硅片表面能有效增強(qiáng)氫氧化鉀對(duì)硅片刻蝕的各向異性，即更容易形成微金字塔結(jié)構(gòu)。

為了使戊酸戊醇混合物中的各組份能夠充分的發(fā)揮各自的作用，戊酸戊醇混合物中戊酸與戊醇的質(zhì)量比為3∶1～2∶1，需要進(jìn)一步指出的是，戊酸戊醇的所有同分異構(gòu)體都可以被用來(lái)當(dāng)做本發(fā)明所述的戊酸和戊醇。

事實(shí)上，上面介紹的戊酸戊醇混合物的作用，已經(jīng)足以解決本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題(有大量花斑片，從而影響電池片的轉(zhuǎn)換效率)，一般來(lái)說(shuō)，使用本發(fā)明所述植絨液來(lái)制備太陽(yáng)能電池，其電池片的轉(zhuǎn)化效率能提升0.2-0.5％。但是，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)戊酸戊醇混合物還能間接的帶來(lái)其他的一些技術(shù)效果，其中的一個(gè)例子是，使用本發(fā)明所述的植絨液能夠簡(jiǎn)化植絨工藝的設(shè)備：

在本發(fā)明之前，植絨工藝對(duì)設(shè)備的要求是比較高的，這至少具體體現(xiàn)在植絨槽需配備鼓泡或槽內(nèi)循環(huán)裝置，對(duì)鼓泡或槽內(nèi)循環(huán)裝置的穩(wěn)定度要求高這兩方面。