[发明专利]一种用于测量碱性制绒液中硅酸钠含量的溶液及其使用方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种用于测量太阳能电池碱性制绒液中硅酸钠含量的溶液及其使用方法，属于太阳能电池生产技术领域。

背景技术

在晶体硅太阳电池制造中，利用低浓度（1~2wt%）氢氧化钠溶液混合（3~8vol%）的异丙醇（或乙醇）、硅酸钠（1~5wt%）配制制绒液，在70-80℃温度范围内对（100）晶向的硅片表面进行各向异性腐蚀，便可以得到由（111）面包围形成的角锥体分布在表面上构成的“绒面”。 硅酸钠在溶液中呈胶体状态，大大的增加了溶液的粘稠度。对腐蚀液中OH^-离子从腐蚀液向反应界面的输运过程中具有缓冲作用，使得大批量腐蚀加工单晶硅绒面均匀，覆盖率高，而使溶液中NaOH含量具有较宽的工艺容差范围，提高了产品工艺加工质量的稳定性和溶液的可重复性。但是在反应过程中，反应物硅酸钠会不断的生成，制绒液中硅酸钠浓度会不断地增加，随着硅酸钠含量的增加，溶液粘度会增加，结果在硅片与花篮边框接触部位会产生“花篮印”；溶液中硅酸钠浓度不断增加，溶液表面张力、界面能量也随之改变，溶液中－OH功能团移向腐蚀反应界面的传输效率逐渐降低，各向异性因子也随着降低，气泡从反应界面的释放也变得缓慢，虽然可以用异丙醇消泡，但是硅的腐蚀速率已大受影响，绒面覆盖率大大降低，导致制绒液失效。调节控制溶液中硅酸钠的含量，可以防止制绒液失效。

发明内容

本发明提供一种用于测量太阳能电池碱性制绒液中硅酸钠含量的溶液及其使用方法。

本发明用于太阳能电池碱性制绒液中硅酸钠含量测量时，在制绒槽中取一定量的制绒液，用本发明溶液滴定，若滴定一段时间后出现少量絮状物，说明硅酸钠含量适中；若滴定开始就出现一团胶状固体且随滴定的进行变多，说明硅酸钠过量。用此方法，能够很直观地判断太阳电池碱性制绒液中硅酸钠含量是否过量。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于测量碱性制绒液中硅酸钠含量的溶液，由如下重量比的组分配制而成：盐酸：水=35~100：0~100。其中，盐酸可自行由硫酸和氯化钠反应制得。其反应方式程式如下：H₂SO₄+2NaCl→ 2HCl↑+Na₂SO₄。

作为上述方案的进一步设置，所述盐酸与水之间的重量比为80~100：0~10。

所述盐酸为浓盐酸，质量分数不小于37%的盐酸。

一种用于测量碱性制绒液中硅酸钠含量的溶液的使用方法，包括如下步骤：在制绒槽中取一定量的制绒液，用上述中的任意一项盐酸溶液（即本发明一种用于测量碱性制绒液中硅酸钠含量的溶液）进行滴定，若滴定一段时间后出现少量絮状物，说明硅酸钠含量适中；若滴定开始就出现一团胶状固体且随滴定的进行变多，说明硅酸钠过量。该使用方法简单、快速，只需一套搅拌装置及滴液管，温度不作特殊要求，常温即可。

本发明的优越性在于：1、盐酸可自行由硫酸和氯化钠反应制得，简单方便。2、用此方法检测制绒液中硅酸钠含量的方法工艺操作方法简单，对温度要求不高，在常温下即可进行操作。3、测定生成的沉淀物硅酸的量，就可以计算出制绒液中硅酸钠的含量。本发明提供的太阳能电池碱性制绒液中硅酸钠含量的测试方法，满足实验室及工业化生产的目的。

本发明的有益效果在于：

1)       硅酸钠与盐酸反应生成胶状的絮状物硅酸，硅酸钠与盐酸反应化学方程式如下：Na ₂SiO ₃+2HCl→2NaCl+ H₂SiO ₃↓，生成的硅酸是白色絮状物，容易判断。

2)       本发明用盐酸滴定生成的硅酸，如果盐酸浓度高，则一开始就能产生沉淀，而如果用稀盐酸滴定生成的硅酸，起初溶液是硅酸的不饱和溶液，当浓度大于浓度积时才会产生沉淀，而且要当沉淀颗粒大于1×10^4~5时才能观察到有沉淀生成，所以本发明采用的是用高浓度的盐酸来检测硅酸钠含量，容易判断生成的硅酸沉淀。

3)       本发明操作简单、可随时取出制绒液来测定硅酸钠含量是否过量，易于生产及实验室用。

4)       本发明只需用一套搅拌装置及一根滴定管就可用于测定制绒液中硅酸钠含量，成本低，易于控制。

5)       能适用于不同尺寸单晶硅电池碱性制绒液中硅酸钠含量的测试，适用于大规模生产中也适用于小批量的生产。