[發(fā)明專利]一種用于單晶硅制絨液的添加劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210328228.4
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102787361A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石晶;吳小鋒;李杰;劉保鋒;趙明;閆云;王曉利
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七一八研究所
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;C23F1/32
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;付雷杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于單晶硅制絨液的添加劑，屬于太陽能電池領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在太陽能電池片的制備過程中，需要在硅片表面制作絨面。有效的絨面結(jié)構(gòu)可以延長光程，增加硅片對光的吸收，提高太陽能電池的效率。單晶硅片的絨面通常是通過硅片和堿性制絨液反應(yīng)來得到。當(dāng)堿性溶液的濃度較低時，堿性溶液對硅片不同晶面腐蝕速率不同，對（100）晶面的腐蝕速度要遠大于對（111）晶面的腐蝕速度，可在硅片表面形成金字塔形的絨面。

典型的堿性制絨液主要成分為氫氧化鈉（NaOH）、異丙醇（IPA）和水（H₂O）。在加熱條件下，硅片與堿性溶液發(fā)生的總反應(yīng)為：

Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂

制絨的效果主要通過絨面金字塔的尺寸和均勻度來反映，金字塔大小均勻，尺寸在2-4μm左右被認為是比較理想的。

工業(yè)生產(chǎn)中常用的制絨液由氫氧化鈉、異丙醇、水等組成，其制絨效果并不十分理想，主要問題有：（1）異丙醇用量大，給環(huán)境帶來污染。（2）制絨時間較長，溫度較高，浪費能源，成本增加。（3）金字塔結(jié)構(gòu)尺寸較大，為5-10μm，均勻度較差。目前，通過在制絨液中加入添加劑，可以有效解決上述（2）和（3）所述的問題。但是，仍然存在由于異丙醇用量大而給環(huán)境帶來污染的嚴重問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的制絨液中由于異丙醇用量大而給環(huán)境帶來污染的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于單晶硅制絨液的添加劑，使用所述的添加劑，可使單晶硅制絨液中在不使用異丙醇或乙醇的情況下，制出的單晶硅片絨面金字塔結(jié)構(gòu)均勻、細小，且能降低反應(yīng)溫度、縮短時間。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種用于單晶硅制絨液的添加劑，以所述添加劑總體質(zhì)量為100%計，其中各組分及其質(zhì)量百分數(shù)如下：

果糖????????????????????0.1%～10%，

硅酸鈉??????????????????1%～10%，

有機酸鹽????????????????0.1%～10%，

表面活性劑??????????????0.1%～5%，

其余為達到去離子水或去離子水純度以上的水。

其中，所述有機酸鹽為乙酸鹽、草酸鹽、異煙酸鹽、酒石酸鹽和乳酸鹽中的一種或一種以上；

表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)和含氟非離子表面活性劑中的一種或一種以上。

本發(fā)明所述的一種用于單晶硅制絨液的添加劑的制備方法，步驟如下：

常溫下，將果糖、硅酸鈉、有機酸鹽和表面活性劑按比例加入燒杯中，加入去離子水或去離子水純度以上的水?dāng)嚢柚镣耆芙?，即得到本發(fā)明所述的用于單晶硅制絨液的添加劑。

本發(fā)明所述的一種用于單晶硅制絨液的添加劑適用于單晶硅堿性制絨液，其使用方法如下：

將本發(fā)明所述的添加劑加入堿性制絨液中，將清洗過的硅片浸入含有添加劑的堿性制絨液中，于65～90℃恒溫12～20分鐘，即完成制絨；其中添加劑占制絨液質(zhì)量的0.3%～2%。

有益效果

（1）本發(fā)明所述添加劑中的表面活性劑可降低水的表面張力，有效潤濕硅片，替代異丙醇，能夠減少污染，同時也能節(jié)約成本。

（2）在制絨液中加入本發(fā)明的添加劑后，果糖及其它有機物可有效增加硅表面“金字塔”結(jié)構(gòu)的成核起點，使“金字塔”均勻、細密。

（3）在制絨液中加入本發(fā)明的添加劑后，制絨液的使用溫度較低，反應(yīng)時間也較短。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1中的單晶硅片的掃描電鏡平面照片。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例來詳述本發(fā)明，但不限于此。

實施例1

1）配制添加劑：常溫下，將1g果糖、50g硅酸鈉，60g草酸鈉、40g乳酸鈉、及20g壬基酚聚氧乙烯醚溶解于829g去離子水中，攪拌至完全溶解，得到1000g添加劑。

2）配制堿性制絨液：將120g氫氧化鈉溶于9.88kg去離子水中，得到10kg堿性制絨液。

3）向10kg堿性制絨液中加入150g添加劑，混合均勻。