一種多晶矽片制絨方法
2023-10-09 22:34:49 3
一種多晶矽片制絨方法
【專利摘要】本發明涉及一種多晶矽片制絨方法，通過在多晶矽片表面塗覆一層氣體過濾篩層，然後進行酸溶液制絨，可使多晶矽片制絨的方法突破現有思維，形成細長的蟲洞型絨面結構，具有更低的反射率和均勻的絨面，進而進一步提升電池片的效率。
【專利說明】—種多晶矽片制絨方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多晶矽片制絨方法。
【背景技術】
[0002]在多晶矽太陽電池製造過程中，矽片表面制絨是關鍵的環節。制絨的效果直接影響了最終電池片的轉換效率。由於多晶矽片由不同晶向的晶粒組成，多用酸性溶液來制絨，但絨面尺寸較大且均勻性不佳，不同晶粒之間色差比較明顯，表面反射率較高，制絨穩定性不好。另外，表面容易出現黑線，導致電池表面色差比例增大，電池暗電流增加。
[0003]本發明所提供的新型多晶矽片制絨方法，可使多晶矽片制絨的方法突破現有思維，形成細長的蟲洞型絨面結構，具有更低的反射率和均勻的絨面，進而進一步提升電池片的效率。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種新型多晶矽片制絨的方法，其特徵在於:在多晶矽片表面塗覆一層氣體過濾篩層，然後進行酸溶液制絨。採用本發明的制絨方法能夠形成細長的蟲洞型結構的絨面，具有更低的反射率和均勻的絨面。
[0005]本申請的發明人經過長時間研究發現，在制絨過程中，由於氣體過濾篩的特殊尺寸和表面張力，使得矽片與制絨液反應產生的氣體在達到一定尺寸之前就被排除到過濾篩之外，能夠有效避免在矽片表面積聚形成大氣泡，從而控制了絨面結構中蟲洞的尺寸和形貌。這種絨面結構降低了太陽光的表面反射率，進一步提高電池片的效率。
[0006]本發明使用的氣體過濾篩層如下製備:(1)氣體過濾篩原料液的製備:將熱固性樹脂溶於溶劑中，然後加入偶聯劑，加入油酸、油酸醯胺、硬脂酸、鄰苯二甲酸二辛酯中的一種，隨後冷卻至室溫，形成氣體過濾篩原料液；(2)塗覆氣體過濾篩:將氣體過濾篩原料液塗覆在多昌矽片上；(3)固化氣體過濾篩:將塗覆在多晶矽片上的氣體過濾篩原料液固化。固化時間為10秒一30分鐘，固化溫度為:20-100°C，優選加熱至50-300°C的溫度固化15-300秒，可以用光照固化或加熱固化。
[0007]所述偶聯劑為矽烷偶聯劑，優選矽烷偶聯劑KH-560和矽烷偶聯劑KH-570。
[0008]本發明所述氣體過濾篩厚度為:0.5-30 μ m。
[0009]本發明所述熱固性樹脂選自丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂、氨基樹脂或其他樹脂中的一種或幾種，優選丙烯酸樹脂和環氧樹脂，最優選丙烯酸樹脂。
[0010]本發明提供用於多晶矽片新型制絨方法中酸溶液的配製方法，包括將3060重量份的硝酸和7-20重量份的氫氟酸溶於水中，得到100重量份的酸溶液。優選使用40-50重量份的硝酸和10-15重量份的氫氟酸溶於水中，得到100重量份的酸溶液。
[0011]所述硝酸的質量濃度為40-75%，所述氫氟酸的質量濃度為40-60%，優選所述硝酸的質量濃度為69%，所述氫氟酸的質量濃度為49%。
[0012]任選向酸溶液中加入制絨添加劑，制絨添加劑包含三乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮和7jC，例如使用常州時創能源科技有限公司的多晶矽太陽電池制絨輔助品(產品名稱:多晶矽太陽電池制絨輔助品TP2系列)。
[0013]本發明多晶矽片制絨方法制絨溫度為8_25°C，時間為50-200S。
[0014]本發明的優點在於:採用本發明的制絨方法，可以得到細長的蟲洞型結構的絨面，同時保持低反射率和均勻絨面，進而提高電池片的光電轉換效率。此外，本發明具有無毒性，無腐蝕性，無刺激性，對人體和環境無危害，並且配製和使用工藝簡單，設備低廉，重複性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是實施例1得到的矽片表面制絨面的掃描電鏡照片。
[0016]圖2是實施例1得到的矽片表面制絨面的反射光譜。
[0017]圖3是實施例2得到的矽片表面制絨面的掃描電鏡照片。
[0018]圖4是實施例2得到的矽片表面制絨面的反射光譜。
[0019]圖5是實施例3得到的矽片表面制絨面的掃描電鏡照片。
[0020]圖6是實施例3得到的矽片表面制絨面的反射光譜。
【具體實施方式】
[0021]以下實施例中使用的部分原料如下所示:
[0022]水溶性聚丙烯酸酯:聚季戊四醇四丙烯酸酯
[0023]水溶性聚氨酯:異佛爾酮二異氰酸酯聚氨酯
[0024]娃燒偶聯劑KH-560:3-(2, 3-環氧丙氧)丙基二甲氧基娃燒
[0025]娃燒偶聯劑KH-570: Y -(甲基丙稀酸氧)丙基二甲氧基娃燒
[0026]硬脂酸:一級品硬脂酸
[0027]油酸:一級品油酸
[0028]實施例1
[0029]採取如下工藝步驟:1)配製氣體過濾篩:將5g水溶性聚丙烯酸酯和3g水溶性聚氨酯在70°C條件下溶於100ml乙醇中，之後在70°C條件下加入0.5ml的矽烷偶聯劑KH-560和1ml的硬脂酸，形成氣體過濾篩液，並冷卻至室溫；2)配製酸溶液:將500ml硝酸(濃度為69%)和100ml氫氟酸(濃度為49%)溶於去離子水中，配成1L的酸溶液；3)塗覆氣體過濾篩:將氣體過濾篩液通過旋塗法在多晶矽片上塗覆，速度先為慢速300轉/min，再快速2500轉/min，對應時間分別為5s和30s ；4)固化氣體過濾篩:通過烘箱固化法固化，固化溫度為80°C,時間為5min ；5)制絨:將塗覆有過濾篩的多晶娃片放置於酸溶液中制絨，制絨溫度為50°C，時間為50s ；
[0030]圖1給出了根據實施例1制絨後矽片表面制絨面的掃描電鏡照片，從圖中可以看到矽片表面形成了新型的細長的蟲絨面，長度約為15-30 μ m，寬度約為2-3 μ m。圖2給出了根據實施例1制絨後制絨後矽片表面制絨面的反射光譜，從圖中可以看到，本發明得到的矽片表面制絨面的反射率較低，300-1 lOOnm波長範圍內的積分反射率低於16%。
[0031]實施例2
[0032]採取如下工藝步驟:1)配製氣體過濾篩:將8g水溶性聚丙烯酸酯在75°C的條件下溶於100ml丙酮中，之後在70°C的條件下加入0.8ml的矽烷偶聯劑KH-570和1ml的油酸，形成氣體過濾篩液，並冷卻至室溫；2)配製酸溶液:將450ml硝酸、150ml氫氟酸和5ml制絨添加劑混合，共配成1L的酸溶液；3)塗覆過濾篩:將過濾篩液通過提拉法在多晶矽片上塗覆，提拉速度為lmm/mm，時間為50min ；4)固化過濾篩:通過紫外法固化，紫外燈的功率為200w,時間為300s ；5)制絨:將塗覆有過濾篩的多晶娃片放放置於酸溶液中制絨,制絨溫度為20°C，時問為70s ；
[0033]圖3給出了根據實施例2制絨後矽片表面制絨面的掃描電鏡照片，從圖中可以看到矽片表面形成了新型的細長的蟲絨面，長度約為12-26 μ m，寬度約為2-4 μ m。圖4給出了根據實施例2制絨後制絨後矽片表面制絨面的反射光譜，從圖中可以看到，本發明得到的矽片表面制絨面的反射率較低，300-1100nm波長範圍內的積分反射率低於17.5%。
[0034]實施例3:
[0035]除了沒有使用氣體過濾篩、其它條件與實施例1相同，重複進行實施例1，對多晶矽片進行制絨，所得掃描電鏡照片和反射光譜如圖5和圖6所示。根據圖5和圖6所示，不使用氣體過濾篩具有以下缺點:形成肥胖的蟲洞型結構的絨面，反射率較高和絨面不均勻。
【權利要求】
1.一種多晶矽片制絨方法，其特徵在於:在多晶矽片表面塗覆一層氣體過濾篩層，然後進行酸溶液制絨。
2.根據權利要求1所述的制絨方法，其特徵在於:所述氣體過濾篩層為熱固性樹脂層。
3.根據權利要求1-2中任意一項所述的制絨方法，其特徵在於:所述氣體過濾篩層厚度為:0.5-30 μ m。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的制絨方法，其特徵在於所述氣體過濾篩層如下製備:(1)氣體過濾篩原料液的製備:將熱固性樹脂溶於溶劑中，加入偶聯劑，然後加入油酸、油酸醯胺、硬脂酸、鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或多種，隨後冷卻至室溫，形成氣體過濾篩原料液，所述偶聯劑為矽烷偶聯劑，優選矽烷偶聯劑KH-560和矽烷偶聯劑KH-570 ； (2)塗覆氣體過濾篩:將氣體過濾篩原料液塗覆在多晶矽片上；(3)固化氣體過濾篩:將塗覆在多晶矽片上的氣體過濾篩原料液通過光照固化或加熱固化的方式進行固化。
5.根據權利要求4中任意一項所述的制絨方法，其特徵在於固化時間為10秒-30分鐘，固化溫度為:20-100°C，優選加熱至50-300°C的溫度固化15-300秒。
6.根據權利要求2或4所述的制絨方法，其特徵在於熱固性樹脂選自丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂、氨基樹脂中的一種或幾種。
7.根據權利要求2或4所述的制絨方法，其特徵在於熱固性樹脂使用水溶性聚丙烯酸脂和/或水溶性聚氨酯。
8.根據權利要求2或4所述的制絨方法，其特徵在於熱固性樹脂使用環氧樹脂。
9.根據權利要求4所述的制絨方法，其特徵在於酸溶液包含的組分為:硝酸、氫氟酸，任選的制絨添加劑，以及餘量的水，其中水優選為去離子水。
10.根據權利要求9所述的制絨方法，其特徵在於制絨添加劑中包含三乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮和水。
11.根據權利要求4所述的制絨方法，其特徵在於溶劑選自乙醇、丙酮、環己酮、二甲基甲醯胺、乙醚、乙酸乙酯、二甲苯、甲苯和石油醚中一種或多種。
12.根據權利要求4所述的制絨方法，其特徵在於溶劑選自乙醇和丙酮。
【文檔編號】H01L31/18GK103681958SQ201310482090
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年10月16日
【發明者】章圓圓, 符黎明, 區升舉, 張麗娟, 陳培良 申請人:常州時創能源科技有限公司