[發(fā)明專利]一種單晶硅片制絨助劑及制造和使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110212535.1
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102330155A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐勇;陳培良;符黎明
• 申請（專利權(quán)）人: 常州時創(chuàng)能源科技有限公司
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;C30B29/06
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 劉冬梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽電池用單晶硅片制絨助劑、含有該制絨助劑的堿性制絨劑以及使用該制絨助劑或堿性制絨劑對太陽電池用單晶硅片進(jìn)行制絨的方法。

背景技術(shù)

在太陽電池片制備過程中，為了提高太陽電池的性能和效率，需要在硅片表面制作絨面，有效的絨面結(jié)構(gòu)可以使得入射太陽光在硅片表面進(jìn)行多次反射和折射，改變?nèi)肷涔庠诠柚械那斑M(jìn)方向。一方面，延長了光程，從而增加了硅片對紅外光的吸收率；另一方面，使得更多的光子在靠近pn結(jié)附近的區(qū)域被吸收產(chǎn)生光生載流子，這些光生載流子更容易被收集，因此增加了光生載流子的收集效率。單晶硅電池的絨面通常是利用堿性腐蝕液(如KOH、NaOH等)對硅片表面進(jìn)行腐蝕而形成。堿性腐蝕液對硅片的不同晶面具有不同的腐蝕速率，對(111)晶面腐蝕較慢，對(100)晶面腐蝕較快。因此，當(dāng)利用堿性腐蝕液對<100>硅片進(jìn)行腐蝕時，由于這種各項異性腐蝕特性，會在硅片表面形成金字塔結(jié)構(gòu)。

目前，工業(yè)生產(chǎn)中常用的制絨液由NaOH、異丙醇或乙醇、去離子水、以及少量添加劑等組成。在本申請人的中國發(fā)明專利“單晶硅片制絨液的添加劑及使用方法(CN201010195103.X)”和“單晶硅片堿性制絨液的添加劑及使用方法(CN201010195095.9)”中，描述了兩種單晶硅片制絨液的添加劑及使用方法。然而，包括這兩個發(fā)明專利在內(nèi)，現(xiàn)階段生產(chǎn)中所使用的制絨液中都包含有異丙醇或乙醇，從而導(dǎo)致以下兩個主要的問題：(1)異丙醇和乙醇的沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，因此需要經(jīng)常補(bǔ)加，生產(chǎn)成本高，為操作帶來不便；(2)異丙醇或乙醇的用量太大，使得制絨后殘液的化學(xué)需氧量值嚴(yán)重超標(biāo)，產(chǎn)生大量的環(huán)境污染和廢液處理成本。

因此，如果可以在制絨液中不使用異丙醇或乙醇，既無需補(bǔ)加、方便操作、減少污染、降低成本，又能達(dá)到優(yōu)異的制絨效果，將具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于太陽電池用單晶硅片制絨的制絨助劑，其特征在于該制絨助劑由苯甲醇、三乙醇胺和水組成，其中水優(yōu)選為去離子水。制絨助劑中苯甲醇的體積百分含量為1～3％，三乙醇胺的體積百分含量為0.5～5％。

本發(fā)明此外提供一種用于太陽電池用單晶硅片制絨的堿性制絨劑，其由上述制絨助劑和堿液組成，其中所述堿液為0.8～2.0wt％的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液。所述堿液優(yōu)選為0.8～2.0wt％的氫氧化鈉或氫氧化鉀去離子水溶液。

本發(fā)明還提供一種太陽電池用單晶硅片的制絨方法，包括將上述制絨助劑添加到堿液中，得到堿性制絨劑，利用該堿性制絨劑對太陽電池用單晶硅片進(jìn)行表面制絨，可獲得優(yōu)異的制絨效果。所述堿液為0.8～2.0wt％的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液，優(yōu)選為0.8～2.0wt％的氫氧化鈉或氫氧化鉀去離子水溶液。在堿性制絨劑的配制中，以制絨助劑∶堿液為0.5～3∶100的體積比，將制絨助劑加入到堿液中得到堿性制絨劑。在太陽電池用單晶硅片制絨期間，制絨溫度為70～85℃，制絨時間為720～1200s。制絨完成后，硅片整面色澤均勻，在硅片表面形成均勻覆蓋的金字塔，尺寸約為1～5μm。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：在對太陽電池用單晶硅片進(jìn)行表面制絨時，將本發(fā)明的制絨助劑添加到堿液中，大批量制絨過程中無需補(bǔ)加，達(dá)到優(yōu)異的制絨效果。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于：采用本制絨助劑及使用方法后，與標(biāo)準(zhǔn)制絨工藝相比，制絨助劑中的有效成分沸點(diǎn)高，不揮發(fā)，因此在制絨過程中不需要補(bǔ)加，降低了生產(chǎn)成本，并為操作帶來方便。與使用異丙醇或乙醇的制絨助劑相比，本發(fā)明制絨助劑中有機(jī)物用量降低至少一個數(shù)量級，大幅度降低了制絨后殘液的化學(xué)需氧量值，甚至達(dá)到國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)，不污染環(huán)境，降低了廢液處理成本。

制絨后絨面金字塔尺寸細(xì)小，分布均勻，提高了電池片的成品率并增大了電池片的填充因子，提高了太陽電池片的光電轉(zhuǎn)換效率。此外，本發(fā)明的制絨助劑無毒性，無腐蝕性，無刺激性，無燃燒和爆炸危險，對人體和環(huán)境無危害；并且，制絨助劑的制造和使用工藝簡單，設(shè)備低廉，重復(fù)性好。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1得到的硅片表面絨面的掃描電鏡平面照片。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

采取如下工藝步驟：

1)配制制絨助劑：將20毫升苯甲醇和30毫升三乙醇胺加入到1000毫升容量瓶中，然后加入去離子水，得到1000毫升的溶液。

2)配制堿液：將11克氫氧化鈉溶于989克去離子水中，得到重量百分含量為1.1％的氫氧化鈉去離子水溶液。