[发明专利]一种植绒液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种植绒液，特别是一种在制造太阳能电池工艺的植绒工艺中应用到的植绒液，同时本发明还介绍了植绒液的制备方法。

背景技术

当今世界硅基太阳能电池按材料区分可分为两大阵营即多晶和单晶太阳能电池。植绒制程是太阳能电池制程中的第一道工艺，也是一道极为关键的工艺制程。一般而言对于太阳能电池的硅基材料的反射率为30-35％，意即100％的太阳能光投射到硅基表面，有约30-35％的太阳能光被反射，而不能有效利用这部分太阳光的能量。植绒工艺的主要作用就在于将硅基材料的反射率降到最低，以求最大范围的利用太阳光给我们提供的能量。

目前植绒工艺按硅基材料可分为酸制程和碱制程。对于单晶硅硅基材料而言，目前主流的传统绒面工艺为碱制程，其内容为：先利用高浓度的氢氧化钾(或氢氧化钠)(20％)的水溶液进行去除由于切割过程中留下的切割痕迹(或称为损伤层)，一般需去除5-10μm左右厚度的硅材料，然后再利用氢氧化钾(或氢氧化钠)+异丙醇+硅酸钠的混合水溶液在80℃的温度下刻蚀而成在微观下观察得到的密集金字塔。其反射率将降至14％左右。也就是说通过植绒制程，可以拿回了15-20％的太阳光能量。但是传统的碱绒面制程的最大缺陷在于：由于大量使用异丙醇，而其低沸点和易挥发的化学特性造成了植绒制程批次间的不稳定，时常会出现大量所谓的花斑片，并严重影响电池片的外观和发电效率。

一般的，太阳能电池片行业绒面花斑，在一些大厂能被控制在2％左右，但对于那些小厂或工艺尚不够成熟的厂家，花斑率一般在5-10％。

发明内容

本发明所需要解决的技术问题在于现有制备太阳能电池的植绒工艺中使用的植绒液含有的异丙醇等低沸点、易挥发的化学物质，这些化学物质在使用过程中会造成植绒工艺批次间的不稳定，并时常会出现大量的花斑片，从而严重影响电池片的外观和发电效率的问题，并针对该问题提供了一种植绒液，在植绒工艺中使用本发明所述的植绒液，至少可以从根本上解决上述技术问题。

具体来说，本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种植绒液，包括能与硅反应的碱、硅酸盐、消泡剂及水，所述消泡剂为戊酸戊醇混合物，戊酸戊醇混合物中戊酸与戊醇的质量比为3∶1～2∶1。

正如本发明背景技术部分所言，现有植绒工艺中有利用氢氧化钾(或氢氧化钠)+异丙醇+硅酸钠的混合水溶液将硅片在80℃的温度下刻蚀，从而在硅基片表面形成微观下观察得到的密集金字塔这一步骤，在该步骤中，异丙醇是消泡剂，用于将氢氧化钾(或氢氧化钠)和硅片反应所产生的氢气带走。由于异丙醇的沸点较低(82.6℃)，因此，异丙醇极易挥发。

而在实际操作中，植绒槽的不同部位的温度难免会受温度控制精度的影响而高低不均匀，也即在植绒槽内的不同部位，异丙醇的挥发程度是不尽相同的。如果某些部位的温度偏高，则异丙醇的挥发就比较大，从而就会导致这些部位的异丙醇浓度偏低，使不同部位的硅基片刻蚀速率也不一致(即植绒工艺批次间的不稳定)，最终在硅片表面形成肉眼看到的花片。

本发明采用的戊酸戊醇混合物的沸点一般高于200℃，因此，足以保证在植绒工艺中不发生挥发。

同时本发明所述戊酸戊醇混合物中的各组份都有各自的作用，一般而言，醇类物质(在这里即指戊醇)的加入能有效降低体系表面张力，使得产生氢气不能吸附于硅片之上，有利于产生的氢气脱泡排出，从而能起到消泡作用。而戊酸戊醇混合物中的戊酸能和氢氧化钾反应生成戊酸钾，戊酸钾吸附在硅片表面能有效增强氢氧化钾对硅片刻蚀的各向异性，即更容易形成微金字塔结构。

为了使戊酸戊醇混合物中的各组份能够充分的发挥各自的作用，戊酸戊醇混合物中戊酸与戊醇的质量比为3∶1～2∶1，需要进一步指出的是，戊酸戊醇的所有同分异构体都可以被用来当做本发明所述的戊酸和戊醇。

事实上，上面介绍的戊酸戊醇混合物的作用，已经足以解决本发明所要解决的技术问题(有大量花斑片，从而影响电池片的转换效率)，一般来说，使用本发明所述植绒液来制备太阳能电池，其电池片的转化效率能提升0.2-0.5％。但是，本发明发现戊酸戊醇混合物还能间接的带来其他的一些技术效果，其中的一个例子是，使用本发明所述的植绒液能够简化植绒工艺的设备：

在本发明之前，植绒工艺对设备的要求是比较高的，这至少具体体现在植绒槽需配备鼓泡或槽内循环装置，对鼓泡或槽内循环装置的稳定度要求高这两方面。