一種低反射率單晶矽制絨添加劑的製作方法
2023-05-13 16:42:36 1
專利名稱：一種低反射率單晶矽制絨添加劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及晶體矽太陽電池生產的技術領域，具體涉及一種低反射率單晶矽制絨添加劑。
背景技術：
太陽能是一種清潔的、可持續能源，而太陽能光伏發電技術則是利用太陽能的重要途徑，它不僅可以將太陽能直接轉化為電能，而且轉換過程中無任何機械轉動或移動，也不會放出氣體和氣味，因此，得到了世界各國政府的大力扶持。而晶體矽太陽電池是光伏發電技術領域的主角。到目前為止，晶體矽太陽電池佔據整個光伏市場的90%以上。然而，當前制約晶體矽太陽電池廣泛普及的重要瓶頸是發電成本太高，與傳統的火力發電相比尚不具備競爭力。因此，晶體矽太陽電池的發展方向是降低成本和提高光電轉換效率。而提高光電轉換效率，實際上也是降低太陽電池的發電成本。例如，假設晶體矽太陽電池轉換效率由15%提聞到17%,則實際發電量可提聞13. 5%,相應發電成本可降低13. 5%,可見提聞太陽電池的轉換效率是降低其發電成本的非常有效的方法。而提高晶體矽太陽電池光電轉換效率的一種有效途徑是降低矽片的表面反射率。 表面反射率越低，意味著越多的光線被矽片吸收，也就有越多的光能被轉化為電能，太陽電池光電轉換效率也就越高。工業化生產的晶體矽太陽電池通常採用溼法腐蝕的辦法在矽片表面製作絨面，以降低矽片表面反射率，提高太陽電池的光電轉換效率。單晶矽片的絨面製作通常採用氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液進行腐蝕，並且採用異丙醇或乙醇作為輔助劑， 以消除反應中產生的氫氣泡。這樣往往在矽片表面形成隨機分布的絨面金字塔，其尺寸在微米的量級。這種的絨面金字塔可以有效地降低矽片的表面反射率。其作用原理是，當光線入射到矽片表面後，會受到相鄰近金字塔的多次反射，從而降低表面反射率，增加矽片對光的吸收。目前，單晶矽太陽電池的工業化生產中，單晶矽片經過絨面製作後，其表面反射率在400nm-1100nm波長範圍內的平均值在10% -11 %之間。由金字塔降低表面反射率的作用原理可以知道，矽片表面反射率的高低與光線被金字塔反射的次數有關係，也即與絨面金字塔的疏密程度有關係。理論上講，絨面金字塔越密，光線被反射的次數也就越多，矽片的表面反射率也就越低。因此，在晶體矽太陽電池的絨面製作過程中，如果有一種化學試劑，相比異丙醇(或乙醇)，可以增加絨面金字塔的疏密程度，則可以進一步降低矽片的表面反射率，從而提高晶體矽太陽電池的光電轉換效率。
發明內容
本發明的目的是提供一種低反射率單晶矽制絨添加劑。它應用於單晶矽片的絨面製作時，單晶矽片的表面反射率在400nm-1100nm的波長範圍內的平均值可以由目前的 10%左右下降到8%以下，並且可以獲得均勻、細小、密集的絨面金字塔，因此，可以提高晶體矽太陽電池的光電轉換效率，並有利於晶體矽太陽電池的工藝穩定，具有較好的實用價值。
為了解決背景技術所存在的問題，本發明是採用以下技術方案低反射率單晶矽制絨添加劑的配方組份為三聚磷酸鈉、丁基萘磺酸鈉和去離子水。所述的三聚磷酸鈉濃度在5wt% -10wt%之間，所述的丁基萘磺酸鈉濃度在 Iwt% _5wt%之間。所述的低反射率單晶矽制絨添加劑應用於單晶矽片的絨面製作時，單晶矽片的表面反射率在400nm-lIOOnm的波長範圍內的平均值可以由目前的10%左右下降到8%以下。所述的低反射率單晶矽制絨添加劑應用於單晶矽片的絨面製作時，可以獲得均勻、細小、密集的絨面金字塔，金字塔尺寸在1-3 μ m之間。所述的低反射率單晶矽制絨添加劑其應用於單晶矽片的絨面製作時，需要將其加入到矽片的腐蝕液中，其所佔腐蝕液的體積比例為O. lv/v% -5. 0ν/ν%之間。所述的矽片的表面反射率與加入到腐蝕液中的添加劑的量有關係，加入的量越大，表面反射率越低。所述的低反射率單晶矽制絨添加劑應用於單晶矽片的絨面製作時，矽片的腐蝕液為氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液，而且氫氧化鈉(鉀)的濃度在O. 5wt% -3. 0wt%之間。所述的低反射率單晶矽制絨添加劑應用於單晶矽片的絨面製作時，腐蝕液的溫度在70°C _85°C之間，矽片的腐蝕時間在15-30分鐘之間。所述的低反射率單晶矽制絨添加劑應用於大批量單晶矽片的絨面製作時，每批制絨後，需要適量補充。所述的一種低反射率單晶矽制絨添加劑應用於大批量單晶矽片的絨面製作時，每批制絨後，需要往腐蝕液中適量補充氫氧化鈉或氫氧化鉀。本發明採用了新的化學配方，配方中的三聚磷酸鈉和丁基萘磺酸鈉均為表面活性劑，具有表面活性劑所特有的潤溼、滲透、乳化、分散和去汙性能，通過它們的協同作用，相比異丙醇和乙醇，可以進一步增加絨面金字塔的疏密程度，從而進一步降低矽片的表面反射率，提高晶體矽太陽電池的光電轉換效率。具有較好的實用價值。
圖I為具體實施方式
實例一所得到的單晶矽絨面的表面反射率譜線；圖2為具體實施方式
實例一所得到的單晶矽絨面的掃描電子顯微鏡圖像。
具體實施例方式本具體實施方式
是採用以下技術方案低反射率單晶矽制絨添加劑的配方組份為三聚磷酸鈉、丁基萘磺酸鈉和去離子水，它應用於單晶矽片的絨面製作時，單晶矽片的表面反射率在400nm-l IOOnm的波長範圍內的平均值可以由目前的10 %左右下降到8 %以下。本具體實施方式
具體實例如下實例一、三聚磷酸鈉、丁基萘磺酸鈉和去離子水配製成低反射率單晶矽制絨添加劑，三聚磷酸鈉的濃度為8wt%，丁基萘磺酸鈉濃度為2wt%。然後將低反射率單晶矽制絨添加劑加入到濃度為I. 2wt %的氫氧化鈉的水溶液中，低反射率單晶矽制絨添加劑所佔總溶液的體積比例為I. 5v/v%。然後將此溶液加熱到80°C，再將面積為125mmX 125mm、厚度約為200微米的單晶矽片放入溶液中進行腐蝕制絨，腐蝕時間為20分鐘，然後將矽片取出、清洗、烘乾，再進行測量。所得矽片的表面反射率如附圖I所示。由附圖I可知，所得的矽片的表面反射率在400nm-l IOOnm的波長範圍內的平均值為7. 98 %左右。所得矽片的絨面金字塔如附圖2的電子顯微鏡圖像所示。由附圖2可知，所得的絨面金字塔均勻、細小、密集，金字塔尺寸在3 μ m左右。實例二、三聚磷酸鈉、丁基萘磺酸鈉和去離子水配製成低反射率單晶矽制絨添加劑，三聚磷酸鈉的濃度為6wt%，丁基萘磺酸鈉濃度為4wt%。然後將低反射率單晶矽制絨添加劑加入到濃度為I. 2wt %的氫氧化鈉的水溶液中，低反射率單晶矽制絨添加劑所佔總溶液的體積比例為2. 0ν/ν%。然後將此溶液加熱到80°C，再將200片面積為125mmX 125mm、 厚度約為200微米的單晶矽片放入溶液中進行腐蝕制絨，腐蝕時間為20分鐘，然後將矽片取出、清洗、烘乾。往溶液中補充氫氧化鈉150克後，再放入200片單晶矽片進行制絨。重複以上過程，直至制絨30批單晶矽片(每批200片)。以上具體實施實例一和實例二具有以下有益效果一、採用本發明的低反射率單晶矽制絨添加劑進行單晶矽片的絨面製作時，單晶矽片的表面反射率在400nm-l IOOnm的波長範圍內的平均值可以由目前的10 %以左右下降到8%以下，從而可以進一步提高晶體矽太陽電池的光電轉換效率，具有較好的實用價值。二、採用本發明的低反射率單晶矽制絨添加劑進行單晶矽片的絨面製作時，可以獲得均勻、細小、密集的絨面金字塔，有利於晶體矽太陽電池的工藝穩定，具有較好的實用價值。
權利要求
1.一種低反射率單晶矽制絨添加劑，其特徵在於它的配方組份為三聚磷酸鈉、丁基萘磺酸鈉和去尚子水。
2.根據權利要求I所述的一種低反射率單晶矽制絨添加劑，其特徵在於所述的三聚磷酸鈉濃度在5wt% _10wt%之間，所述的丁基萘磺酸鈉濃度在lwt% -5wt%之間。
3.根據權利要求I所述的一種低反射率單晶矽制絨添加劑，其特徵在於其應用於單晶矽片的絨面製作時，單晶矽片的表面反射率在400nm-1100nm的波長範圍內的平均值可以由目前的10%左右下降到8%以下。
4.根據權利要求I所述的一種低反射率單晶矽制絨添加劑，其特徵在於其應用於單晶矽片的絨面製作時，可以獲得均勻、細小、密集的絨面金字塔，金字塔尺寸在1-3 之間。
5.根據權利要求I所述的一種低反射率單晶矽制絨添加劑，其特徵在於其應用於單晶矽片的絨面製作時，需要將其加入到矽片的腐蝕液中，其所佔腐蝕液的體積比例為0. Iv/ v% -5. 0v/v*%之間。
6.根據權利要求5所述的一種低反射率單晶矽制絨添加劑，其特徵在於矽片的表面反射率與加入到腐蝕液中的添加劑的量有關係，加入的量越大，表面反射率越低。
7.根據權利要求5所述的一種低反射率單晶矽制絨添加劑，其特徵在於其應用於單晶矽片的絨面製作時，矽片的腐蝕液為氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液，而且氫氧化鈉(鉀)的濃度在0. 5wt% -3. Owt%之間。
8.根據權利要求5所述的一種低反射率單晶矽制絨添加劑，其特徵在於其應用於單晶矽片的絨面製作時，腐蝕液的溫度在70°C _85°C之間，矽片的腐蝕時間在15-30分鐘之間。
9.根據權利要求I所述的一種低反射率單晶矽制絨添加劑，其特徵在於其應用於大批量單晶矽片的絨面製作時，每批制絨後，需要適量補充。
10.根據權利要求I所述的一種低反射率單晶矽制絨添加劑，其特徵在於其應用於大批量單晶矽片的絨面製作時，每批制絨後，需要往腐蝕液中適量補充氫氧化鈉或氫氧化鉀。
全文摘要
一種低反射率單晶矽制絨添加劑，它涉及晶體矽太陽電池生產的技術領域，具體涉及一種低反射率單晶矽制絨添加劑。它的配方組份為三聚磷酸鈉、丁基萘磺酸鈉和去離子水。它應用於單晶矽片的絨面製作時，單晶矽片的表面反射率在400nm-1100nm的波長範圍內的平均值可以由目前的10％左右下降到8％以下，並且可以獲得均勻、細小、密集的絨面金字塔，因此，可以提高晶體矽太陽電池的光電轉換效率，並有利於晶體矽太陽電池的工藝穩定，具有較好的實用價值。
文檔編號C30B29/06GK102586887SQ20121006917
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者屈盛 申請人:蘇州先拓光伏科技有限公司