[發明專利]一種金剛線切割單晶硅片用制絨劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202110070860.2
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112899791A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 閻新燕
• 申請（專利權）人: 閻新燕
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;C30B29/06;H01L31/18
• 代理公司: 深圳市遠航專利商標事務所(普通合伙) 44276
• 代理人: 田志遠;張朝陽

本發明涉及光伏電池硅片制造過程技術領域，具體涉及一種金剛線切割單晶硅片用制絨劑及其制備方法。本發明的制絨劑通過聚乙二醇、全氟類表面活性劑、含胺類表面活性劑、糖類化合物、乙二醇單丁醚、成核劑、沒食子酸酯、N甲基吡咯烷酮、苯甲酸鈉、萘磺酸鹽甲醛縮合物和去離子水協同復配，減緩了制絨過程中堿溶液腐蝕硅片的速率，制絨后單晶硅片微觀金字塔尺寸大小均勻，金字塔尺寸大小在1～4μm之間，硅片反射率低。此外，通過加入萘磺酸鹽甲醛縮合物與體系其他組分協同配合，也增強了制絨劑的耐用性和存放穩定性，實用性佳。

技術領域

本發明涉及光伏電池硅片制造過程技術領域，具體涉及一種金剛線切割單晶硅片用制絨劑及其制備方法。

背景技術

為了制備出高性能、高效率的太陽能電池，首先應對單晶硅片表面進行織構化處理。單晶硅片織構化一般是利用低濃度的堿溶液對硅片進行腐蝕，使得硅片表面形成微米級金字塔式的絨面結構，這種絨面結構可以使得入射光能夠在上面進行多次的反射和折射，改變入射光在硅中的前進方向，延長了光程。單晶硅片制絨所使用的堿溶液一般為無機堿氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液以及有機堿四甲基氫氧化銨等。

為了增強硅片的陷光作用，對各項異性腐蝕所制得的金字塔形狀、尺寸大小也有一定的要求。一般來說，在制絨過程中，所制得的金字塔越均勻，尺寸越小，對提高后續電池的效能有著至關重要的作用。目前，用于光伏太陽能電池板硅錠的切割方式主要有砂漿切割和金剛線條切割兩種。相比于金剛線切割來說，砂漿切割速率低，在切割過程中由于磨損作用會產生大量的砂漿，污染較大，后續回收流程更繁瑣，因而導致砂漿切割的單晶硅片的成本比金剛線切割的要高，所以目前企業一般比較青睞于使用金剛線切割的單晶硅片進行制絨。但是，金剛線切割硅片表面損傷更小，相對于砂漿硅片來說，堿液跟金剛線硅片表面的反應速率要更慢，因此導致制絨時間的增加并且表面殘留物對制絨效果的影響更為顯著，一旦制絨過程控制不好，就會導致制絨后硅片微表面金字塔結構尺寸大小不均勻、發白、雨點和白斑等現象的產生，進而大大影響到后續制備得到的電池片的光電轉換效率，嚴重的還會導致電池短路。

中國專利CN102337595 A公開了一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑，該制絨劑包括以下組分及重量百分比含量：丙酮酸甲脂0.01-5％、維生素C0.01-5％、草酸0.01-3％、乳酸0.01-5％、異丙醇0.1-2％、堿0.1-2％，與現有技術相比，該制絨劑可以使單晶硅太陽電池表面的絨面大小基本控制在1-5μm之內，提高了單晶制絨的工藝穩定性和一致性。但是，該制絨促進劑配方中使用了異丙醇，由于制絨溫度和異丙醇的沸點很接近，在制絨過程極容易揮發，揮發的有機蒸汽不僅會損害工人的健康而且會使得溶液的表面張力在反應過程中不斷降低，導致制備得到的硅片批次之間差異較大，硅片微觀表面金字塔尺寸較大且不均勻，硅片的殘次率較高。

中國專利CN104576831A公開一種單晶硅片無醇制絨工藝及其制絨添加劑,該制絨添加劑由木質素磺酸鈉、季戊四醇、三乙醇胺和去離子水組成，雖然該制絨劑在砂漿切割單晶硅片上的制絨效果還可以，但是用在金剛線切割硅片上會產生大量雨點、白斑等現象，而且該制絨添加劑在存放一段時間后會產生少量的沉淀或絮狀物。

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種金剛線切割單晶硅片用制絨劑及其制備方法。

本發明提供了一種金剛線切割單晶硅片用制絨劑，包括以下重量份的組分：聚乙二醇0.01～10份、全氟類表面活性劑0.1～3份、含胺類表面活性劑0.1～5份、糖類化合物0.05～1份、乙二醇單丁醚0.3～5份、成核劑0.1～5份、沒食子酸酯0.05～1.5份、N甲基吡咯烷酮10～35份、苯甲酸鈉0.1～2份、萘磺酸鹽甲醛縮合物0.001～0.2份和去離子水20～60份。