一種單晶矽制絨液及其使用方法
2023-04-26 09:08:36 1
專利名稱：一種單晶矽制絨液及其使用方法
技術領域：
本發明涉及一種單晶矽太陽能電池添加劑制絨液及其使用方法。
背景技術：
單晶矽各向異性腐蝕所用的腐蝕劑，目前已知的溶液都是鹼性溶液，一般分為兩類一類是無機腐蝕劑，包括鹼性溶液，如KOH、NaOH, LiOH等；另一類是有機腐蝕劑，包括 EPff(乙二胺、鄰苯二甲酸和水)和聯胺(四甲基氫氧化銨)等。這兩類腐蝕劑具有非常類似的腐蝕現象。在單晶矽鹼性腐蝕制絨過程中，典型的鹼性溶液的主要組分為氫氧化鈉(NaOH)、 矽酸鈉(Na2SiO3)、異丙醇(IPA)和氏0。在80°C左右的溫度下，單晶矽在鹼性水溶液中會發生如下的腐蝕反應Si+60r — Si0:+3H20+4e4H++4e — 2H2 個總的反應方程式為Si+20r+H20 = SiO廣+2 個矽酸鈉(Na2SiO3)溶解於水中，極易發生水解反應
Na2SiO3 + IH2O ο H2SiO3 + INaOH由於單晶矽不同晶相的矽原子排列間距有異，因此在鹼性溶液中的腐蝕速度不同，通過改變溫度範圍內對(100)晶向的矽片表面進行各向異性腐蝕，便可以得到由(111) 面包圍形成的角錐體分布在表面上形成密集分布的「金字塔」結構的減反射絨面。腐蝕液中的矽酸鈉，對溶液的0Η—離子濃度起著緩衝劑的作用。矽酸鈉與水反應生成矽酸及多矽酸溶膠，產生大量的極性和非極性功能團，顯著地降低了腐蝕液的表面張力。加入異丙醇(IPA)， 可以增加矽片表面的可溼潤性，可以控制溶液對矽片的腐蝕速率，而且對溶液有消泡作用。 但是其易揮發性的缺點及其價格高，因此，研究者都在尋找一種更好的添加劑或者不使用添加劑，又可以獲得均勻的「金字塔」絨面。無論採用現有的何種制絨液，製得效果最好的絨面尺寸在3 6 μ m之間，無法進一步獲得更均勻的絨面。
發明內容
發明目的本發明的目的在於提供一種可以在單晶矽表面快速形成均勻的尺寸小於2 μ m的「金字塔」小絨面的單晶矽制絨液。本發明的另一目的在於提供這種單晶矽制絨液的使用方法。技術方案本發明所述的單晶矽制絨液，包括無機鹼性腐蝕液，所述無機鹼性腐蝕液中添加有表面活性劑和醇類，所述表面活性劑的量相當於鹼性腐蝕液質量的0. 02 0.6%，所述醇類的量相當於鹼性腐蝕液質量0. 1 8%。所述無機鹼性腐蝕液為常規使用的鹼性腐蝕溶液，由Na0H、K0H、Na2SiO3的一種或幾種混合溶於水中組成。優選地，所述無機鹼性腐蝕液中鹼性物質的質量百分比為0. 4 4. 5 %。本發明所述表面活性劑為分散劑MF和萘磺酸甲醛縮合物的混合物，所述分散劑 MF和萘磺酸甲醛縮合物的質量比為3 5 1。本發明所述醇類優選為異丙醇、乙二醇或無水乙醇，進一步優選乙二醇。所述制絨液的溫度為75 85°C。利用本發明所述的單晶矽制絨液進行制絨的方法為，將單晶矽片放入制絨液中， 保持溫度為75 85°C，腐蝕時間為10 15min。本發明與現有技術相比，其有益效果是1、本發明使單晶矽片的小絨面「金字塔」 均勻，尺寸小於2μπι，且無白斑無明顯印痕；2、本發明產品在一定的溫度條件下，能快速有效的形成絨面，使矽片表面的絨面「金字塔」生長均勻及排列密集；3、本發明表面活性劑增加了制絨液對矽片表面的潤溼，使得制絨液對矽片表面的腐蝕均勻；由於表面活性劑中的基團作為金字塔的起絨點，大大提高了金字塔的形核密度，因此，能夠減少反射率，減小電池的漏電，提高了電池片效率。
圖1為本發明處理的單晶矽絨面照片。
具體實施例方式下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護範圍不局限於所述實施例。實施例1 如圖1所示，本發明單晶矽制絨液，主要由無機鹼性腐蝕液、表面活性劑和醇類組成，其中由無機鹼性腐蝕液為質量百分數為2%的NaOH水溶液，所述表面活性劑為分散劑MF(其分子式為C23H18O6S2Na2)和萘磺酸甲醛縮合物的混合物，所述分散劑MF和萘磺酸甲醛縮合物的質量比為5 1，混合物含量為鹼性腐蝕液質量的0.3%，所述醇類為乙二醇，含量為鹼性腐蝕液質量的4%。使用時，保持制絨液的溫度為75 85°C，腐蝕時間為10 20min。矽片單面減薄量約3 8 μ m。實施例2 本發明單晶矽制絨液，主要由無機鹼性腐蝕液、表面活性劑和醇類組成，其中由無機鹼性腐蝕液為質量百分數為0. 4%的KOH水溶液，所述表面活性劑為分散劑 MF(其分子式為C23H18O6S2Na2)和萘磺酸甲醛縮合物的混合物，所述分散劑MF和萘磺酸甲醛縮合物的質量比為3 1，混合物含量為鹼性腐蝕液質量的0.02%，所述醇類為異丙醇，含量為鹼性腐蝕液質量的0. 1%。使用時，保持制絨液的溫度為75 85°C，腐蝕時間為10 15min。矽片單面減薄量約3 8 μ m。實施例3 本發明單晶矽制絨液，主要由無機鹼性腐蝕液、表面活性劑和醇類組成，其中由無機鹼性腐蝕液為質量百分數為4. 5%的NaOH和Na2SiO3的混合水溶液，所述表面活性劑為分散劑MF (其分子式為C23H18O6S2Na2)和萘磺酸甲醛縮合物的混合物，所述分散劑MF和萘磺酸甲醛縮合物的質量比為4 1，混合物含量為鹼性腐蝕液質量的0.6%，所述醇類為乙醇，含量為鹼性腐蝕液質量的8%。使用時，保持制絨液的溫度為75 85°C，腐蝕時間為10 15min。矽片單面減薄量約3 8 μ m。如上所述，儘管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本發明，但其不得解釋為對本發明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本發明的精神和範圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。
權利要求
1.一種單晶矽制絨液，包括無機鹼性腐蝕液，其特徵在於所述無機鹼性腐蝕液中添加有表面活性劑和醇類，所述表面活性劑的量相當於鹼性腐蝕液質量的0. 02 0. 6%，所述醇類的量相當於鹼性腐蝕液質量0. 1 8%。
2.根據權利要求1所述的單晶矽制絨液，其特徵在於所述無機鹼性腐蝕液由NaOH、 KOH、Na2SiO3的一種或幾種混合溶於水中組成的腐蝕液。
3.根據權利要求1所述的單晶矽制絨液，其特徵在於所述無機鹼性腐蝕液中鹼性物質的質量百分比為0. 4 4. 5%。
4.根據權利要求1所述的單晶矽制絨液，其特徵在於所述表面活性劑為分散劑MF和萘磺酸甲醛縮合物的混合物，所述分散劑MF和萘磺酸甲醛縮合物的質量比為3 5 1。
5.根據權利要求1所述的單晶矽制絨液，其特徵在於所述醇類為異丙醇、乙二醇或無水乙醇。
6.根據權利要求5所述的單晶矽制絨液，其特徵在於所述醇類為乙二醇。
7.根據權利要求1所述的單晶矽制絨液，其特徵在於所述制絨液的溫度為75 85 "C。
8.利用權利要求1 7中任一權利要求所述的單晶矽制絨液進行制絨的方法，其特徵在於將單晶矽片放入制絨液中，保持溫度為75 85°C，腐蝕時間為10 15min。
全文摘要
本發明公開一種單晶矽制絨液，包括無機鹼性腐蝕液，其特徵在於所述無機鹼性腐蝕液中添加有表面活性劑和醇類，所述表面活性劑的量相當於鹼性腐蝕液質量的0.02～0.6％，所述醇類的量相當於鹼性腐蝕液質量0.1～8％。本發明使單晶矽片的小絨面「金字塔」均勻，尺寸小於2μm，且無白斑無明顯印痕。
文檔編號C30B33/10GK102191565SQ20111009473
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月15日 優先權日2011年4月15日
發明者勾憲芳, 吳回君, 姜利凱, 孫晨財, 王鵬, 陳呈, 高榮剛, 魏文文 申請人:中節能太陽能科技(鎮江)有限公司