[发明专利]一种单晶硅片制绒添加剂、制绒液及对应的制绒方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳电池制造领域，特别涉及一种单晶硅片制绒添加剂、制绒液及对应的制绒方法。

背景技术

晶硅太阳电池仍在光伏行业中居于主流地位，晶硅太阳电池的制备过程包括以下步骤：(1)化学制绒及清洗；(2)扩散制备PN结；(3)刻蚀去边以及清洗；(4)制备减反射膜；(5)丝网印刷电极并烧结；(6)电池测试分拣。上述第一步中的化学制绒是在硅片表面上形成绒面并去除硅片切割时形成的损伤层，单晶硅片通常采用碱性腐蚀液在其表面形成减反效果较好的金字塔绒面，所述碱性腐蚀液主要包括碱(可为氢氧化钠(NaOH)或者氢氧化钾(KOH))、脱泡有机溶剂(可为异丙醇(IPA)或者乙醇，使用IPA效果更佳)、制绒添加剂(Additive)和去离子水等，其中碱的质量百分比浓度为0.5-3％，脱泡有机溶剂的质量百分比浓度为1％-5％，制绒添加剂的质量百分比浓度为0.1-1％，制绒温度通常控制在75-85℃。碱性腐蚀液利用较低碱浓度时单晶硅(111)晶向和(100)晶向不同的腐蚀速率(也称之为各向异性)，制备出金字塔绒面，脱泡有机溶剂和制绒添加剂对单晶硅片的绒面质量影响较大。

单晶硅片制绒过程中，主要的化学反应如下：

Si+2NaOH(KOH)+H2OIPAAdditiveNa2SiO3+2H2↑]]>

NaOH(或者KOH)作为腐蚀剂，与硅发生反应，形成硅酸钠盐，并进入溶液中；脱泡有机溶剂可以部分降低反应过程中硅片和制绒液的界面张力，有利于消除反应过程中在硅片表面形成的气泡，从而使得硅片与碱的反应更加均匀，形成外观一致的金字塔结构；制绒添加剂的主要作用为促进晶体硅(100)方向的腐蚀速率并降低(111)方向的腐蚀速率，提升单晶硅在低浓度碱液中的各向异性，此外，还可以改善硅片和溶液的界面张力，有利于硅片表面气泡脱离。当前制绒过程中使用硅酸钠等添加剂，其改善硅片和溶液界面张力的能力比较较差，需要大量加入异丙醇来改善气泡脱离能力，并且随着反应的进行，溶液中生成的硅酸钠浓度逐步升高，使得添加剂对(100)/(111)晶向的腐蚀速率控制减弱，从而使得在制绒液使用后期的金字塔尺寸变大，如图1所示，制绒液使用后期的金字塔尺寸超过5um。如此大颗粒的金字塔绒面易造成后续工艺损伤绒面从而使制成的太阳电池效率较低。

因此，如何提供一种单晶硅片制绒技术以减小金字塔绒面的尺寸，提高制绒工艺稳定性、一致性和绒面密度，降低生产成本，已成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是要提供一种单晶硅片制绒添加剂、制绒液及制绒方法，通过所述添加剂、制绒液和制绒方法可减小金字塔绒面的尺寸，提高制绒工艺稳定性、一致性和绒面密度，降低生产成本。

为实现上述目的，本发明提供一种单晶硅片制绒添加剂，所述添加剂包括松油醇和聚乙二醇醚。

在一较佳实施例中，该添加剂还包括乳酸、乙酸钠和碱，所述松油醇、聚乙二醇醚、乳酸、乙酸钠、碱的质量百分比浓度分别为0.1-3％、0.3-5％、0.01-5％、0.01-5％和0.1-2％。

在进一步的较佳实施例中，所述碱为氢氧化钠，所述松油醇、聚乙二醇醚、乳酸、乙酸钠、氢氧化钠的质量百分比浓度分别为0.5％、0.3％、0.05％、0.1％和2.0％。

在进一步的较佳实施例中，所述碱为氢氧化钠，所述松油醇、聚乙二醇醚、乳酸、乙酸钠、氢氧化钠的质量百分比浓度分别为1％、1％或2％、0.1％、0.1％和2.0％。

本发明还提供一种单晶硅片制绒液，其包括上述任一项所述的单晶硅片制绒添加剂和单晶硅片制绒原液，所述制绒原液包括碱、脱泡有机溶剂和去离子水