[发明专利]太阳能单晶硅片的制绒液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能单晶硅片的制绒液及其制备方法。

背景技术

近几年来，光伏工业迅猛增长，2008年世界太阳电池产量达6000MW，2009年世界太阳电池产量突破10GW。近10年太阳电池/组件的年平均增长率为42.7％，近5年的年平均增长率51％，已进入了出售能源的时代，强劲的市场需求促使各大公司纷纷扩容，中国的太阳能电池产业也得到了长足的发展。现在国内工业生产过程中主要用NaOH，IPA和Na₂SiO₃体系的碱溶液对单晶硅片进行表面织构处理，国内的单晶硅制绒技术也是基于此进行研究和开发的，但是NaOH，IPA和Na₂SiO₃体系中(1)IPA具有很高的挥发性所以必须持续添加，这就使得这个制绒体系随着生产的持续发生很大的改变从而影响到生产的稳定性和持续性，且反应过程中易形成易爆的混合气体，存在安全隐患，另外IPA价格昂贵，有毒，污染环境，(2)NaOH在在织构化的过程中容易在单晶硅片表面留下残留影响外观和光电转化效率。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的旨在提供一种“环保、安全、稳定、高效”的太阳能单晶硅片制绒液。

本发明的另一目的在于提供一种太阳能单晶硅片制绒液的制备方法，该方法利用化学的方法对单晶硅片进行表面结构处理，使单晶硅片表面形成布满金字塔的绒面结构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种太阳能单晶硅片制绒液，其特征在于：它是由下述重量配比的原料：三乙醇胺1％～5％；四甲基氢氧化铵(TMAH)1％～10％；系列表面活性剂1～10％；硅酸钠1.5％～6％，18兆欧水69％～95.5％制成的。

上述表面活性剂的分子结构式为：

太阳能单晶硅片制绒液的制备方法

先将18兆欧水加入溶剂制配器中，在搅拌下依次加入三乙醇胺、四甲基氢氧化铵(TMAH)、表面活性剂、硅酸钠，搅拌20～40分钟，5-25℃下使其完全溶解，用200目的过滤网过滤后得成品制绒液。

①制绒液的物理化学特征：

本制绒液为微黄色，呈碱性液体。

②制绒液的基本原理是：

在较高的温度下，碱性溶液与晶体硅发生如下的腐蚀反应：

Si+6OH^-→SiO₃^2-+H₂O+4e

4H⁺+4e→2H₂↑

总的反应方程式为

Si+2OH^-+H₂O＝SiO₃^2-+2H₂↑

硅晶体中晶向不同的硅原子排列间距有异，因此碱溶液对各晶向的腐蚀速度也不相同，各向异性腐蚀速率除了由晶向决定外，还与本发明的腐蚀液类型、温度、配比有关。

本发明的优点和产生的有益效果是：

1、本发明能使单晶硅片表面形成布满均匀的金字塔绒面结构。在太阳电池表面形成的绒面结构不仅可以降低表面的反射率，而且还可以在电池的内部形成光陷阱，从而显著地提高太阳电池的转换效率。

2、本发明采用高分子有机物做表面活性剂，克服了IPA挥发性大的问题。该活性剂为两性表面活性剂，起到降低硅片表面张力、增加硅片浸润性及帮助氢气泡脱附的作用。实验研究表明：活性剂的作用不仅仅是增加硅片浸润性，改善金字塔的均匀性，活性剂对金字塔结构也有着很大的影响。

3、本发明采用三乙醇胺和四甲基氢氧化铵(TMAH)组成的有机混合碱腐蚀体系。有机混合碱代替NaOH不易在硅片上形成表面残留

综上所述，本发明采用的腐蚀液、表面活性剂形成一种“环保、安全、稳定、高效”新型制绒体系。

附图说明

图1为在单晶硅片表面形成金字塔绒面结构高倍电镜扫描图。

图2为在单晶硅片表面形成金字塔绒面结构低倍电镜扫描图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案再作进一步的描述：

实施例1