[發(fā)明專利]一種用于單晶硅制絨的殼聚糖-聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉共聚物的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810158230.9
• 申請日: 2018-02-25
• 公開（公告）號: CN108264612B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 蔡國華
• 申請（專利權）人: 溫嶺漢德高分子科技有限公司
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/58;C30B33/10
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及單晶硅片制備領域，公開了一種用于單晶硅制絨的殼聚糖?聚2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸鈉共聚物的制備方法，包括：將殼聚糖溶解到去離子水中，在惰性氣體保護下，依次加入硝酸鈰銨和2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸鈉；升溫反應，再將反應體系置于透析袋中，于去離子水中透析后，凍干收集得到共聚物。本發(fā)明將上述方法制得的殼聚糖?聚2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸鈉共聚物用于單晶硅制絨，其材料綠色環(huán)保，且該共聚物可在不影響其脫泡效果的前提下顯著提高其在硅片表面的沉積能力，維持優(yōu)化絨面金字塔結構，使得制絨后所獲得的單晶硅片上四面方錐體均勻，硅片反射率低。

技術領域

本發(fā)明涉及單晶硅片制備領域，尤其涉及一種用于單晶硅制絨的殼聚糖-聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉共聚物的制備方法。

背景技術

利用單晶硅片的各個晶面如(110)面和(111)面在堿溶液中的腐蝕速率不同，在硅片表面形成無數(shù)的四面方錐體的過程，常被稱作制絨，又稱“表面織構化”。所形成的類似“金字塔”結構的四面方錐體能有效降低硅片對光的反射率。用于太陽能電池片的單晶硅片對光的反射越低，硅片對光的吸收越多，太陽能電池的能量轉換效率也越高。

但單晶硅片在堿溶液中會快速生成大量的氫氣，所形成的氣泡粘附在硅片表面，阻隔反應進行，無法形成絨面，更嚴重的是會產生“漂片”的后果。與之相反，如果持續(xù)脫泡，硅片過度反應，則會使得表面產生“拋光”，反射率極高，失去應用價值。因此，制絨過程中需要添加絨面優(yōu)化劑，既能幫助氣泡的脫除，保證反應穩(wěn)定進行，又要隨反應進行吸附到單晶硅片表面，逐漸抑制反應進行，保持住優(yōu)化的絨面結構。

早期工業(yè)上多使用基于氫氧化鈉與異丙醇的組合物進行制絨。但作為有機小分子的異丙醇易揮發(fā)，使用壽命短，且其大量使用，使得廢液的COD值高，引起環(huán)境問題。同時，異丙醇對于絨面的優(yōu)化效果一般，使得制絨后的單晶硅片的反射率相對較高。因此篩選并使用天然綠色來源的助劑來實現(xiàn)單晶硅片的制絨具有較大的意義。

專利CN 106087068A公開了一種殼聚糖-氨基磺酸單晶硅太陽能電池片表面織構液，該表面織構液中含有殼聚糖。但是據(jù)大量公開文獻報道以及本申請人的試驗，由于殼聚糖的分子量結構呈剛性，其分子間存在強氫鍵作用，殼聚糖只能溶解于微酸性水溶液中，在中性及堿性環(huán)境中都會析出。而制絨過程是在強堿性環(huán)境中進行，因此，殼聚糖無法直接在單晶硅片制絨過程中使用或者說實際效果并不好。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術中所存在的至少一個技術問題，本發(fā)明提供了一種用于單晶硅制絨的殼聚糖-聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉共聚物的制備方法，本發(fā)明將制得的殼聚糖-聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉共聚物用于單晶硅制絨，其材料綠色環(huán)保，且該共聚物可在不影響其脫泡效果的前提下顯著提高其在硅片表面的沉積能力，維持優(yōu)化絨面金字塔結構，使得制絨后所獲得的單晶硅片上四面方錐體均勻，硅片反射率低。

本發(fā)明的具體技術方案為：一種用于單晶硅制絨的殼聚糖-聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉共聚物的制備方法，包括以下步驟：將殼聚糖溶解到去離子水中，在惰性氣體保護下，依次加入硝酸鈰銨和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉；升溫反應，再將反應體系置于透析袋中，于去離子水中透析后，凍干收集得到共聚物。

由于殼聚糖的分子量結構呈剛性，其分子間存在強氫鍵作用，因此常規(guī)殼聚糖只能溶解于微酸性水溶液中，在中性及堿性環(huán)境中都會析出。而制絨過程是在強堿性環(huán)境中進行，因此，殼聚糖無法直接在單晶硅片制絨過程中使用或者說實際效果并不好。

為此，本發(fā)明選擇了具有特定脫乙酰度的水溶性殼聚糖，并對其進行改性處理，將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉接枝到殼聚糖分子上，獲得的殼聚糖-聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉共聚物可以很好的溶解到堿性溶液中。共聚物分子結構中的多羥基特性能幫助氣泡快速脫離單晶硅片表面，加快反應進行。與此同時，乙酰基的存在又使得共聚物與單晶硅片有良好的親和力，隨著反應進行而附著到硅片表面，逐漸隔離硅片與堿液的接觸，抑制反應的進行，同時保持住優(yōu)化的絨面結構。