[發明專利]一種單晶硅片制絨添加劑、制絨液及對應的制絨方法

無效

• 申請號: 201310029560.5
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103938276A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 何悅;何雙權;李志剛
• 申請（專利權）人: 尚德太陽能電力有限公司;無錫尚德太陽能電力有限公司
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;C23F1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及太陽電池制造領域，特別涉及一種單晶硅片制絨添加劑、制絨液及對應的制絨方法。

背景技術

晶硅太陽電池仍在光伏行業中居于主流地位，晶硅太陽電池的制備過程包括以下步驟：(1)化學制絨及清洗；(2)擴散制備PN結；(3)刻蝕去邊以及清洗；(4)制備減反射膜；(5)絲網印刷電極并燒結；(6)電池測試分揀。上述第一步中的化學制絨是在硅片表面上形成絨面并去除硅片切割時形成的損傷層，單晶硅片通常采用堿性腐蝕液在其表面形成減反效果較好的金字塔絨面，所述堿性腐蝕液主要包括堿(可為氫氧化鈉(NaOH)或者氫氧化鉀(KOH))、脫泡有機溶劑(可為異丙醇(IPA)或者乙醇，使用IPA效果更佳)、制絨添加劑(Additive)和去離子水等，其中堿的質量百分比濃度為0.5-3％，脫泡有機溶劑的質量百分比濃度為1％-5％，制絨添加劑的質量百分比濃度為0.1-1％，制絨溫度通常控制在75-85℃。堿性腐蝕液利用較低堿濃度時單晶硅(111)晶向和(100)晶向不同的腐蝕速率(也稱之為各向異性)，制備出金字塔絨面，脫泡有機溶劑和制絨添加劑對單晶硅片的絨面質量影響較大。

單晶硅片制絨過程中，主要的化學反應如下：

Si+2NaOH(KOH)+H2OIPAAdditiveNa2SiO3+2H2↑]]>

NaOH(或者KOH)作為腐蝕劑，與硅發生反應，形成硅酸鈉鹽，并進入溶液中；脫泡有機溶劑可以部分降低反應過程中硅片和制絨液的界面張力，有利于消除反應過程中在硅片表面形成的氣泡，從而使得硅片與堿的反應更加均勻，形成外觀一致的金字塔結構；制絨添加劑的主要作用為促進晶體硅(100)方向的腐蝕速率并降低(111)方向的腐蝕速率，提升單晶硅在低濃度堿液中的各向異性，此外，還可以改善硅片和溶液的界面張力，有利于硅片表面氣泡脫離。當前制絨過程中使用硅酸鈉等添加劑，其改善硅片和溶液界面張力的能力比較較差，需要大量加入異丙醇來改善氣泡脫離能力，并且隨著反應的進行，溶液中生成的硅酸鈉濃度逐步升高，使得添加劑對(100)/(111)晶向的腐蝕速率控制減弱，從而使得在制絨液使用后期的金字塔尺寸變大，如圖1所示，制絨液使用后期的金字塔尺寸超過5um。如此大顆粒的金字塔絨面易造成后續工藝損傷絨面從而使制成的太陽電池效率較低。

因此，如何提供一種單晶硅片制絨技術以減小金字塔絨面的尺寸，提高制絨工藝穩定性、一致性和絨面密度，降低生產成本，已成為業界亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是要提供一種單晶硅片制絨添加劑、制絨液及制絨方法，通過所述添加劑、制絨液和制絨方法可減小金字塔絨面的尺寸，提高制絨工藝穩定性、一致性和絨面密度，降低生產成本。

為實現上述目的，本發明提供一種單晶硅片制絨添加劑，所述添加劑包括松油醇和聚乙二醇醚。

在一較佳實施例中，該添加劑還包括乳酸、乙酸鈉和堿，所述松油醇、聚乙二醇醚、乳酸、乙酸鈉、堿的質量百分比濃度分別為0.1-3％、0.3-5％、0.01-5％、0.01-5％和0.1-2％。

在進一步的較佳實施例中，所述堿為氫氧化鈉，所述松油醇、聚乙二醇醚、乳酸、乙酸鈉、氫氧化鈉的質量百分比濃度分別為0.5％、0.3％、0.05％、0.1％和2.0％。

在進一步的較佳實施例中，所述堿為氫氧化鈉，所述松油醇、聚乙二醇醚、乳酸、乙酸鈉、氫氧化鈉的質量百分比濃度分別為1％、1％或2％、0.1％、0.1％和2.0％。

本發明還提供一種單晶硅片制絨液，其包括上述任一項所述的單晶硅片制絨添加劑和單晶硅片制絨原液，所述制絨原液包括堿、脫泡有機溶劑和去離子水