[發明專利]一種單晶硅制絨液及其使用方法

有效

• 申請號: 201110094736.6
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102191565A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 魏文文;勾憲芳;吳回君;孫晨財;陳呈;高榮剛;王鵬;姜利凱
• 申請（專利權）人: 中節能太陽能科技（鎮江）有限公司
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種單晶硅太陽能電池添加劑制絨液及其使用方法。

背景技術

單晶硅各向異性腐蝕所用的腐蝕劑，目前已知的溶液都是堿性溶液，一般分為兩類：一類是無機腐蝕劑，包括堿性溶液，如KOH、NaOH、LiOH等；另一類是有機腐蝕劑，包括EPW(乙二胺、鄰苯二甲酸和水)和聯胺(四甲基氫氧化銨)等。這兩類腐蝕劑具有非常類似的腐蝕現象。

在單晶硅堿性腐蝕制絨過程中，典型的堿性溶液的主要組分為氫氧化鈉(NaOH)、硅酸鈉(Na₂SiO₃)、異丙醇(IPA)和H₂O。在80℃左右的溫度下，單晶硅在堿性水溶液中會發生如下的腐蝕反應：

Si+6OH^-→SiO₃^2-+3H₂O+4e

4H⁺+4e→2H₂↑

總的反應方程式為：

Si+2OH^-+H₂O＝SiO₃^2-+2H₂↑

硅酸鈉(Na₂SiO₃)溶解于水中，極易發生水解反應：

由于單晶硅不同晶相的硅原子排列間距有異，因此在堿性溶液中的腐蝕速度不同，通過改變溫度范圍內對(100)晶向的硅片表面進行各向異性腐蝕，便可以得到由(111)面包圍形成的角錐體分布在表面上形成密集分布的“金字塔”結構的減反射絨面。腐蝕液中的硅酸鈉，對溶液的OH^-離子濃度起著緩沖劑的作用。硅酸鈉與水反應生成硅酸及多硅酸溶膠，產生大量的極性和非極性功能團，顯著地降低了腐蝕液的表面張力。加入異丙醇(IPA)，可以增加硅片表面的可濕潤性，可以控制溶液對硅片的腐蝕速率，而且對溶液有消泡作用。但是其易揮發性的缺點及其價格高，因此，研究者都在尋找一種更好的添加劑或者不使用添加劑，又可以獲得均勻的“金字塔”絨面。無論采用現有的何種制絨液，制得效果最好的絨面尺寸在3～6μm之間，無法進一步獲得更均勻的絨面。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種可以在單晶硅表面快速形成均勻的尺寸小于2μm的“金字塔”小絨面的單晶硅制絨液。

本發明的另一目的在于提供這種單晶硅制絨液的使用方法。

技術方案：本發明所述的單晶硅制絨液，包括無機堿性腐蝕液，所述無機堿性腐蝕液中添加有表面活性劑和醇類，所述表面活性劑的量相當于堿性腐蝕液質量的0.02～0.6％，所述醇類的量相當于堿性腐蝕液質量0.1～8％。

所述無機堿性腐蝕液為常規使用的堿性腐蝕溶液，由NaOH、KOH、Na₂SiO₃的一種或幾種混合溶于水中組成。

優選地，所述無機堿性腐蝕液中堿性物質的質量百分比為0.4～4.5％。

本發明所述表面活性劑為分散劑MF和萘磺酸甲醛縮合物的混合物，所述分散劑MF和萘磺酸甲醛縮合物的質量比為3～5∶1。

本發明所述醇類優選為異丙醇、乙二醇或無水乙醇，進一步優選乙二醇。

所述制絨液的溫度為75～85℃。

利用本發明所述的單晶硅制絨液進行制絨的方法為，將單晶硅片放入制絨液中，保持溫度為75～85℃，腐蝕時間為10～15min。

本發明與現有技術相比，其有益效果是：1、本發明使單晶硅片的小絨面“金字塔”均勻，尺寸小于2μm，且無白斑無明顯印痕；2、本發明產品在一定的溫度條件下，能快速有效的形成絨面，使硅片表面的絨面“金字塔”生長均勻及排列密集；3、本發明表面活性劑增加了制絨液對硅片表面的潤濕，使得制絨液對硅片表面的腐蝕均勻；由于表面活性劑中的基團作為金字塔的起絨點，大大提高了金字塔的形核密度，因此，能夠減少反射率，減小電池的漏電，提高了電池片效率。

附圖說明

圖1為本發明處理的單晶硅絨面照片。

具體實施方式

下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。