[发明专利]一种无醇单晶硅制绒添加剂

说明书

技术领域：

本发明涉及晶体硅太阳电池生产的技术领域，具体涉及一种无醇单晶硅制绒添加剂。

背景技术：

太阳能是一种清洁的、可持续能源，而太阳能光伏发电技术则是利用太阳能的重要途径，它不仅可以将太阳能直接转化为电能，而且转换过程中无任何机械转动或移动，也不会放出气体和气味，因此，得到了世界各国政府的大力扶持。而晶体硅太阳电池是光伏发电技术领域的主角。到目前为止，晶体硅太阳电池占据整个光伏市场的90％以上。然而，当前制约晶体硅太阳电池广泛普及的重要瓶颈是发电成本太高，与传统的火力发电相比尚不具备竞争力。因此，晶体硅太阳电池的发展方向是降低成本和提高光电转换效率。而提高光电转换效率，实际上也是降低太阳电池的发电成本。例如，假设晶体硅太阳电池转换效率由15％提高到17％，则实际发电量可提高13.5％，相应发电成本可降低13.5％，可见提高太阳电池的转换效率是降低其发电成本的非常有效的方法。

而提高晶体硅太阳电池光电转换效率的一种有效途径是降低硅片的表面反射率。工业化生产的晶体硅太阳电池通常采用湿法腐蚀的办法在硅片表面制作绒面，以降低硅片表面反射率，提高太阳电池的光电转换效率。单晶硅片的绒面制作通常采用氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液进行腐蚀，并且采用异丙醇或乙醇作为辅助剂，以消除反应中产生的氢气泡。然而，异丙醇(或乙醇)并不是一个很好的制绒辅助剂。首先，制绒过程中异丙醇的使用量较大(一般占腐蚀溶液总体积的5％以上)，而且异丙醇(或乙醇)会不断的挥发，因而需要不断的添加，这使得异丙醇(或乙醇)成为制绒工艺的主要成本源泉。其次，异丙醇(或乙醇)并不是环保的化学试剂，它是有毒的，而且具有令人不愉快的气味。再者，采用异丙醇(或乙醇)来辅助单晶硅片的制绒，往往容易获得较大而不均匀的绒面金字塔，这容易增加太阳电池的金属电极的接触电阻，导致晶体硅太阳电池的工艺不稳定和光电转换效率的波动。以上这些不足之处使得异丙醇(或乙醇)将会逐渐退出晶体硅太阳电池的制造领域。在晶体硅太阳电池的绒面制作过程中，如果有一种环保的化学试剂能够在很低的剂量下就可以很好地消除反应中产生的氢气泡，则完全可以不使用异丙醇(或乙醇)，这样不仅可以降低工艺成本，还可以避免醇类的环境污染。

发明内容：

本发明的目的是提供一种无醇单晶硅制绒添加剂，它应用于单晶硅片的绒面制作时，不需要使用异丙醇或乙醇等醇类，并且可以获得均匀、细小、密集的绒面金字塔，因此，可以降低制绒成本，免除醇类带来的环境污染，有利于晶体硅太阳电池的工艺稳定，具有较好的实用价值。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：无醇单晶硅制绒添加剂的配方组份为柠檬酸(或柠檬酸钠)、十二烷基苯磺酸钠和去离子水。

所述的柠檬酸(或柠檬酸钠)浓度在1.0wt％-5.0wt％之间，所述的十二烷基苯磺酸钠浓度在0.1wt％-5.0wt％之间。

所述的无醇单晶硅制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，不需要使用异丙醇或乙醇等醇类。

所述的无醇单晶硅制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，可以获得均匀、细小、密集的绒面金字塔，金字塔尺寸在1-5μm之间。

所述的无醇单晶硅制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，需要将其加入到硅片的腐蚀液中，其所占腐蚀液的体积比例为0.1v/v％-2.0v/v％之间。

所述的无醇单晶硅制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，硅片的腐蚀液为氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，而且氢氧化钠(钾)的浓度在0.5wt％-2.0wt％之间。

所述的无醇单晶硅制绒添加剂应用于单晶硅片的绒面制作时，腐蚀液的温度在70℃-85℃之间，硅片的腐蚀时间在15-30分钟之间。

所述的无醇单晶硅制绒添加剂应用于大批量单晶硅片的绒面制作时，每批制绒后，可以根据绒面金字塔的质量情况，适量补充或不补充。

所述的无醇单晶硅制绒添加剂应用于大批量单晶硅片的绒面制作时，每批制绒后，需要往腐蚀液中适量补充氢氧化钠或氢氧化钾。

本发明采用了新的化学配方，配方中的十二烷基苯磺酸钠是一种阴离子表面活性剂，具有优异的润湿、渗透、乳化、分散和去污性能，它在很低的剂量下就可以很好地消除制绒过程中产生的氢气泡，而且它是一种环保的化学试剂，被广泛地应用于家庭洗涤用品之中。因此，本发明应用于单晶硅片的绒面制作时，不需要使用异丙醇或乙醇等醇类，从而可以降低制绒成本，免除醇类带来的环境污染，具有较好的实用价值。

附图说明：