[發(fā)明專利]一種金剛線多晶切片制絨添加劑及其制備方法、使用方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810415019.0
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108624962A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 王肖杰;葉俊
• 申請（專利權）人: 上海漢遙新材料科技有限公司
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;C30B29/06
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發(fā)明公開了一種金剛線多晶切片制絨添加劑及其制備方法、使用方法。采用丁二酰亞胺、草酸、自制特殊表面活性劑等為原料，不僅通過弱酸作為緩蝕劑，從而降低刻蝕液的電離速率，控制不同晶向硅體腐蝕速率，同時通過自制特殊表面活性劑在制絨過程中吸附在硅片表面，起到腐蝕模板和改善制絨液在硅片表面的鋪展性能，來提高制絨均勻性和成核密度。此多晶切片制絨添加劑配方使得制絨面更均勻，反射率控制在21％～24％；光電轉換平均效率不低于18.8％。本發(fā)明適用于金剛線多晶切片制絨時使用。

技術領域

本發(fā)明涉及太陽能電池技術領域，具體涉及一種金剛線多晶切片制絨添加劑、其制備方法及使用方法。

背景技術

金剛線切割硅片是近年來發(fā)展起來的新型技術，相比傳統(tǒng)的砂漿切片工藝，具有單位產(chǎn)能硅耗少、切片效率高、輔材成本低等優(yōu)勢。這一技術在單晶硅推廣上非常順利，并在短短的2年內(nèi)已由砂漿切割方式全部轉化為金剛線切割方式；而多晶硅推廣上卻因制絨問題而受到一定制約。由于金剛線切割的硅片表面損傷層淺，表面光亮，反射率較高且溝壑式結構，采用常規(guī)酸直接制絨會出現(xiàn)表面反射率高，成核密度低，色差明顯，效率低等問題。

針對這一制絨難題，國內(nèi)外很多科研機構及公司均對其進行研究。目前“黑硅技術”是行業(yè)關注的熱點。“黑硅技術”分干法和濕法兩種方式，其中干法采用等離子氣體刻蝕來制備絨面，該方法確實解決了制絨問題，但設備要求比較高，需要較大資金投入，此外該方法制作出的硅片在組件端封裝損傷也較大，相對于傳統(tǒng)切割制絨方式綜合收益無任何優(yōu)勢；濕法采用硝酸銀等添加劑加入酸制絨體系中進行刻蝕，該方法也能有效解決多晶金剛線切硅片制絨難題，但工藝相對復雜、設備投入成本昂貴、銀排放對環(huán)保的影響等等也制約著該技術的發(fā)展。

直接制絨法即在傳統(tǒng)酸制絨基礎上引入添加劑是目前解決金剛線切割多晶硅片制絨的又一方向。該方法采用在現(xiàn)有設備中直接加入多晶添加劑的方式制備“蠕蟲”狀絨面，有效解決了金剛線切割多晶硅片反射率高、色差大等問題，在電池效率上雖然沒有如“黑硅”帶來的效率提升，但相對于傳統(tǒng)砂線切割硅片也未帶來效率的降低，更重要的是該方法不需要額外增加大的設備投入以及工藝的改進，廢液也不需要特別處理；綜合成本上與傳統(tǒng)的砂線切割及制絨成本有明顯降低，因此大大加快了金剛線切割多晶硅片的發(fā)展。

從目前市場上看，多晶制絨添加劑大致可分為三類：

電離平衡類：通過弱酸控制制絨酸液中H⁺的電離濃度，降低制絨反應速率，從而提高制絨的均勻性。

表面張力類：通過表面活性劑降低制絨面表面張力，提高制絨液在硅片表面鋪展性，從而達到制絨反應更均勻。

有機模板類：通過表面活性劑在硅片表面的吸附，起到模板劑的作用，從而形成大絨面嵌套小絨面的復雜絨面，提高制絨均勻性。

因大多數(shù)表面活性劑在強酸或強堿的環(huán)境下，其某些性能會發(fā)生變化。故尋找有特殊功能的表面活性劑，使得能集以上三類添加劑的優(yōu)點于一身的制絨添加劑，將對金剛線切割多晶硅片的發(fā)展起到重要的意義。

一種用于金剛線切割多晶硅片酸制絨的添加劑及使用方法，申請?zhí)枺?01310049552.7，公開日2013-06-05，添加劑在金剛線切割多晶硅片酸制絨工藝中的使用方法。所述酸制絨添加劑包括如下組分：聚乙烯醇、聚乙二醇和去離子水，并將其應用于金剛線切割多晶硅片的酸制絨過程。本發(fā)明通過將該添加劑應用于金剛線切割多晶硅片的酸制絨工藝，可使制絨后金剛線切割多晶硅片的反射率比常規(guī)制絨工藝制絨后金剛線切割多晶硅片的反射率低6％左右。本發(fā)明的添加劑無毒性、無腐蝕性，配制和使用工藝簡單，具有很好的實際應用價值。

但該發(fā)明的酸制絨添加劑組分中存在聚乙二醇等聚合物質，此類物質的分子量在生產(chǎn)時很難控制，市場上存在的聚乙二醇的分子量均是在一個較大的區(qū)間范圍內(nèi)，所以使得此配方的穩(wěn)定性差；另一方面由于其采用制絨酸體系是硝酸富集體系，故制絨時易發(fā)生硝酸的揮發(fā)，從而出現(xiàn)發(fā)煙現(xiàn)象；制絨時間相對較長。