[发明专利]一种太阳能电池背抛单晶硅片用抛光液

说明书

本发明涉及研磨抛光材料技术领域，具体涉及一种太阳能电池背抛单晶硅片用抛光液。抛光液的组分包括：主磨料、助清除剂、二甲基吡啶、表面活性剂、葡甘露聚糖、赖氨酸、有机溶剂和去离子水。其中，主磨料为硅溶胶，硅溶胶中粒子的粒径为30‑55nm；有机溶剂为乙醇和异丙醇的混合物，混合物中异丙醇的体积分数为18‑22%；表面活性剂为两性表面活性剂，选择烷基二甲基甜菜碱、烷基氨基丙酸盐、烷基乙氧基磺基甜菜碱中的一种或任意多种的混合物；该型抛光液不仅具有良好的抛光效果，对基面具有保护作用，降低硅片缺陷率；而且非常容易清除，更加绿色环保。

技术领域

本发明涉及研磨抛光材料技术领域，具体涉及一种太阳能电池背抛单晶硅片用抛光液。

背景技术

风能、水能、地热能、太阳能、核能等清洁能源是未来能源产业发展的方向。太阳能是最主要的清洁能源的形式，在所有新能源种类中最为安全环保，可利用的能源储量也非常大，发展前景非常广阔。太阳能利用的技术路线主要包括光伏和光热两种，其中光伏太阳能的发展最为迅速，我国是世界上光伏电站装机容量和光伏设备产量最大的国家之一。

光伏太阳能组件中最核心的设备是太阳能电池板，这种电池板由单晶硅制备而成，可以光能转化为电能。常规单晶硅太阳能电池由于陷光的需要，在表面采用化学方法织构绒面，增加了表面积，降低反射率。但绒面的存在同时也产生了负面影响，绒面深凹的位置会与金属产生接触不良的现象。因此大家考虑对硅片背表面进行抛光，使硅片背表面更加光滑甚至达到镜面效果，背抛光后硅片的背面平整，一方面可以加强对透射光的反射，减小透光率；另一方面可以使铝浆与硅片表面接触更加充分，提高钝化效果。目前，太阳能电池板中的硅片大多是经过背面抛光的单晶硅片。

生产实践中，晶体硅的抛光主要包括化学酸腐蚀抛光和机械抛光两种手段，使用酸雾进行酸腐蚀抛光的技术难度相对较高，要求达到较高抛光效果，并且对硅片正面的PN结等结构不应造成破坏，否则会降低产品的良率；而且酸腐蚀抛光效率较低，抛光后会产生大量酸性污染物，这些污染物的处理成本较高，会对环境和人体的健康造成影响。机械抛光是一种高效的硅片研磨抛光方法，可以获得较为平坦的表面，而且抛光速率大大加快，在工业生产中的应用更为广泛，这种抛光工艺的关键在于抛光液的选择，抛光液的质量决定了研磨抛光的效果，质量达不到要求的抛光液会导致硅片表面的平整度达不到要求，或者在基面形成细微的擦划伤，从而影响硅片背面的抛光效果。

美国专利US2009/7534277公开了一种硅片精抛液的配方，包括硅溶胶、氨水、表面活性剂、羟甲基纤维素和季铵盐等组分，该抛光液也硅溶胶为研磨料，通过多种组分使用改善了抛光液的分散性、热稳定性，使得抛光精度和效果得到提升，提高了抛光后硅片的表面质量。但是在这种抛光液抛光研磨后与基材间的界面作用较好，会对基面会造成污染，提高了抛光面的清洁难度，清洁过程中会消耗大量有机溶剂，既产生资源浪费也会带来环境污染。

中国发明专利授权公告号CN101870852B公开了一种大尺寸硅片用化学机械抛光液，该技术方案在配方中添加了少量异丙醇作为助清洗剂，利用异丙醇对硅基材和水的亲和性差异改善抛光液的清除难度，从而使得抛光后的硅片更容易清洁；但是异丙醇对改善清洁性能的效果有限，尤其对于研磨抛光过程除二氧化硅研磨料之外，原有或新产生的有机污染物，几乎不具有润滑和改变界面作用的效果。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种太阳能电池背抛单晶硅片用抛光液；该型抛光液不仅具有良好的抛光效果，对基面具有保护作用，降低硅片缺陷率；而且非常容易清除，更加绿色环保。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种太阳能电池背抛单晶硅片用抛光液，按照质量百分比，抛光液的组分包括：主磨料10-13%，助清除剂3-5.5%，二甲基吡啶0.5-1.1%，表面活性剂0.5-1.3%，葡甘露聚糖1.8-2.2%，赖氨酸0.5-0.9%，有机溶剂8-12%，余量为去离子水。