[发明专利]一种用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂及使用方法，属于多晶硅太阳能电池技术领域。

背景技术

在光伏行业发展过程中，多晶硅太阳电池越来越受到人们的重视，原因是多晶电池在保持低廉的价格的同时，其效率得到了显著的提升，其单位能耗比和性价比都明显优于单晶电池，因此，目前多晶电池的市场份额已远远超过了单晶电池。

多晶电池普遍采用硝酸和氢氟酸的混合酸进行制绒，一般制绒后硅片反射率普遍高于22%，甚至达到24%。降低硅片的反射率是提高多晶电池效率最为可行的方法之一。采用多晶制绒添加剂进行优化制绒，不仅可以将反射率降低至18%以下，提升电池短路电流达到50mA以上，而且能够显著提高绒面的均匀度，为后续工艺的优化和效率提升提供条件。但由于多晶添加剂的使用，经常使得硅片表面因有机物的残留而呈现亲水状态，导致硅片吹干困难，也容易引入金属污染，降低少子寿命，导致电池的并联电阻和开路电压下降。这样，最终结果是在反射率降低、短路电流提升的情况下，却因开路电压有所降低，导致电池片的转换效率效率提升有限，甚至反而下降。同时，由于使用制绒添加剂而形成的绒面内部的多孔硅结构，如果不经过适当的处理，将会显著影响后续的扩散、镀膜等工艺，导致不合格率提高，效率也会下降。总而言之，多晶添加剂的使用，对反射率的降低和绒面均匀性的提升这两方面有积极意义，但也会导致硅片表面污染和绒面内部产生多孔硅的这两项负作用，如何将正面作用发挥出来，而将负面影响消除，将成为多晶添加剂提升多晶电池的关键。

本发明中所用添加剂均为非离子型表面活性剂，按照一定配比复配后很好的溶解在水中，在机械、涂料以及化工行业中均有良好的应用，如：食品和化妆品生产中作乳化剂；油漆、涂料工业中作分散剂；钛白粉生产中作稳定剂；农药生产中作杀虫剂、润湿剂、乳化剂；石油制品中作助溶剂； 用于纺织和皮革的润滑剂和柔软剂等。

发明内容  

针对上述问题，本发明提供一种用于多晶硅片碱清洗添加剂及其使用方法，能够解决硅片表面的清洗问题，使得多晶制绒添加剂在降低硅片反射率的同时，能够提升电池片转换效率。

在添加多晶制绒添加剂的制绒工艺下，硅片绒面的虫洞内部有细小的多孔硅结构产生，而多孔硅表面由于有机物的吸附作用，使得常规碱溶液清洗的效果大大降低，无法去除有机物的残留，也很难将多孔硅清洗干净。碱清洗后，硅片表面仍然有有机物残留，使得制绒后的硅片吹干比较困难，容易引入金属污染；同时多孔硅对扩散和氮化硅镀膜等工艺环节都有影响，导致并联电阻和开路电压的降低，影响效率提升，而本发明则能够很好地解决了这个问题。

通过本发明的碱清洗添加剂的使用，改变硅片表面状态为疏水，从而避免亲水状态而引入的有机物污染；而且本添加剂能够帮助碱清洗溶液对多孔硅的清洗达到更好的效果，达到比较清洁的硅片表面状态，从而保证了转换效率的提升。

为实现上述目的，本发明提供一种用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂，其组分包括：司班-80、吐温-40、十二烷基聚乙二醇醚和余量的水。

优选的，所述碱清洗添加剂中各组分的质量百分含量为：司班-80为0.1%～0.5%，吐温-40为0.6%～2.5%，十二烷基聚乙二醇醚为0.3%～1.5%，余量为水。

优选的，所述水为去离子水。

本发明还提供一种用于多晶硅片碱清洗的清洗液，其含有碱溶液和上述碱清洗添加剂，所述碱清洗添加剂与碱溶液的质量比为0.2～2:100，所述碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液。

优选的，所述碱溶液为3～10wt％的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。

本发明还提供一种多晶硅片的碱清洗方法，利用上述碱清洗液对多晶硅片进行表面碱清洗。

优选的，所述表面碱清洗的碱清洗温度为25～45℃，碱清洗时间为10～30s。

上述多晶硅片的碱清洗方法的具体步骤包括：

1）配置碱清洗添加剂：将质量百分比为0.1%～0.5%的司班-80、0.6%～2.5%的吐温-40、0.3%～1.5%的十二烷基聚乙二醇醚加入到余量的水中，混合均匀配成碱清洗添加剂；

2）配置碱清洗液：将步骤1）制成的碱清洗添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成碱清洗液；所述碱清洗添加剂与碱溶液的质量比为0.2～2:100；所述碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液，优选为3～10％的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液；

3）将酸制绒后的多晶硅片浸入步骤2）制得的碱清洗液中进行表面碱清洗，碱清洗温度为25～45℃，碱清洗时间为10～30s。