[发明专利]一种新型单晶硅片制绒添加剂的制造及简单制绒方法

说明书

本发明公开了一种新型单晶硅片制绒添加剂，其包含组分为：鼠李糖、双子表面活性剂、谷胱甘肽、邻苯二酚、乙二醇、氯化钡和余量的去离子水。本发明还公开了一种单晶硅片制绒液和一种简单制绒方法，制绒液含有碱溶液和上述的制绒添加剂，并在所述的制绒方法下对单晶硅片表面进行制绒。采用上述过程制作单晶硅片的绒面时，制绒时间缩短；所制的绒面金字塔均匀、细小、密集，反射率低；制绒工艺简单，制绒设备低廉，环境污染小，具有很好的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种新型单晶硅片制绒添加剂的制造及简单制绒方法。

背景技术

硅片制绒是太阳能电池生产中一步关键的工艺。制造出质量好、性能佳的绒面对提高太阳能电池的能量转化效率和性能具有重要意义。碱性制绒剂对单晶硅片表面的腐蚀具有各向异性，在制绒时会形成具有表面金字塔结构的绒面。绒面的形成会使硅片表面对入射光进行多次反射，提高太阳能在硅片表面的吸收效率，增加短路电流；还可以延长光在硅片中的光程，增加光生载流子的数量；曲折的绒面可增加p-n结面积，提高对光生载流子的收集率；少子寿命的延长可改善太阳能电池的长波光谱响应。

目前存在的碱性制绒添加剂主要有以下几类：第一，异丙醇或乙醇类制绒添加剂。该制绒添加剂缺点是：异丙醇和乙醇都易挥发导致溶液寿命短、对环境污染严重、制绒成本高等问题（舰船防化，2013,(03):1-5）；第二，单链表面活性剂类制绒添加剂。该制绒添加剂缺点是：亲水性单链表面活性剂往往是制绒时的首选，但它对单晶硅片表面的有机物残留无法去除，需要添加预处理工序和繁琐的清洗工序等（人工晶体学报，2012,(S1);354-358）；此外，还有一些其它的制绒添加剂（山东化工,2017,46(15);45-46），或会导致制绒后的硅片出现亮斑、小雨点等缺陷。这些缺点最终都会导致太阳能电池的转化效率低。

因此，为了改善常规制绒工艺，需要研究新的制绒添加剂来改善制绒效果，从而提高太阳能电池转化效率，并减小对环境的污染和保证资源的可持续发展。

发明内容

本发明提供一种新型单晶硅片制绒添加剂，其特征在于，该制绒添加剂由鼠李糖、双子表面活性剂、谷胱甘肽、邻苯二酚、乙二醇、氯化钡和去离子水组成。制绒添加剂中各组分的质量百分数（wt%）为：鼠李糖1%～10%、双子表面活性剂0.5%～5%、谷胱甘肽3%～10%、邻苯二酚2%～15%、乙二醇0.1%～3%、氯化钡0.3%～5%，余量为去离子水。

本发明还提供了一种单晶硅片制绒液，其特征在于，其包含上述制绒添加剂和碱溶液，所述的单晶硅片制绒添加剂与碱溶液的体积比为0.5～3:100。所含的碱溶液为0.1～5wt%的氢氧化钠水溶液。

此外，本发明还提供了一种简单的单晶硅片制绒方法，其特征在于，采用上述的制绒液对单晶硅片表面进行制绒，制绒温度为75～85 ℃，制绒时间为300～900 s。

上述单晶硅片制绒方法其具体步骤包括：

(1) 配制制绒添加剂：将鼠李糖1%～10%、双子表面活性剂0.5%～5%、谷胱甘肽3%～10%、邻苯二酚2%～15%、乙二醇0.1%～3%、氯化钡0.3%～5%加入到余量的水中，混合均匀配制成制绒添加剂。

(2) 配制制绒液：将(1)所述制绒添加剂加入到碱溶液中，混合均匀配制成制绒液；所述的制绒添加剂与碱溶液的体积比为0.5～3:100；所述的碱溶液为0.1～5wt%的氢氧化钠水溶液。

(3) 将单晶硅片浸没于(2)所述的制绒液中进行硅片表面的制绒，制绒温度为75～85 ℃，制绒时间为300～900 s。

采用上述单晶硅片制绒液和制绒方法对单晶硅片制绒后，硅片整个表面色泽均匀，形成的金字塔呈正四面体型，边长约为2～5微米，密集、细小、且均匀覆盖于硅片整面。

本发明的优点：