[发明专利]一种高效快速单晶硅片制绒液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅片制绒技术，具体涉及一种高效快速单晶硅片制绒液及其制备方法。

背景技术

随着能源危机日趋严重，太阳能已经成为未来最有潜力的替代能源，太阳能电池产业发展迅速。制约其发展的难题之一就是如何提高太阳能电池光电转化效率，降低成本。其中制绒工艺是提高光电转换效率的重要步骤。

制绒又称“表面织构化”，有效的绒面结构使得入射光在硅片表面多次反射和折射，增加了光的吸收，降低了反射率，有助于提高电池的性能。单晶硅制绒工艺最常使用的是化学腐蚀法，普遍使用NaOH/异丙醇（IPA）体系。IPA具有相当的毒性，对人体有危害，同时IPA在制绒过程中易于挥发，对环境产生不良影响，还有制绒时间长，化学品消耗大，制绒重复性差，制绒尺寸不均匀等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效快速单晶硅片制绒液。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高效快速单晶硅片制绒液，其是由下述重量份的原料制得：

氢氧化钠0.5-1，鲸蜡硬脂醇0.1-0.2，麦芽糖醇2-4，辛癸酸甘油酯0.1-0.2，硫代硫酸钠1-2，石油磺酸钠0.3-0.5，二甲基二烯丙基氯化铵0.3-0.5，尿素1-2，助剂3-5，水80-100；

其中助剂由下列重量份的原料制成：皂角10-15，纳米二氧化钛0.1-0.15，过硫酸铵0.1-0.2，乙酸乙烯酯1-1.5，碳酸氢钠0.2-0.4，十二烷基葡糖苷1-2，水100-150；助剂的制备方法是将皂角粉碎磨粉，将得到的皂角粉与碳酸氢钠、十二烷基葡糖苷共同加入水中70-80℃、200-400r/min搅拌4-6h，冷却后过滤，向滤液中加入乙酸乙烯酯和纳米二氧化钛并超声分散5-10min，然后加入2-5%的过硫酸铵溶液70-80℃搅拌1-2h，冷却后过滤，即得。

一种高效快速单晶硅片制绒液的制备方法，包括以下步骤：

（1）将二甲基二烯丙基氯化铵加入1/3-1/2重量的水中，先400-600r/min搅拌5-10min，再加入辛癸酸甘油酯、石油磺酸钠70-80℃、400-600r/min搅拌10-20min，冷却后得组分A；

（2）先将氢氧化钠溶于剩余的水中，然后加入其余原料40-60℃、200-400r/min搅拌2-4h，得组分B；

（3）将组分A与组分B混合并于70-80℃、1000-1500r/min条件下搅拌10-15min，过滤后即得单晶硅太阳能电池表面处理制绒液。

本发明的优点是：

本发明采用二甲基二烯丙基氯化铵等原料的复配，有效控制体系的表面张力，使形成的体系具有良好的表面性能、稳定性和分散能力，同时具有良好的清洁去污效果，并结合助剂对硅片进行表面改性，增加硅片表面的成核点，提升单晶硅的各向异性，提高金字塔的密度，通过硅片表面成膜，控制硅片在碱液中腐蚀速度，有效改善了制绒工艺的一致性和可重复性，加快制绒速度，提升了绒面密度，从而提高了太阳能电池效率，改善产品质量；不含IPA，有利于环境保护和人体健康，安全环保。

具体实施方式

本发明非限定实施例如下：

一种高效快速单晶硅片制绒液，由下列重量(kg)的组分原料制备而成：

氢氧化钠0.5，鲸蜡硬脂醇0.1，麦芽糖醇2，辛癸酸甘油酯0.1，硫代硫酸钠1，石油磺酸钠0.3，二甲基二烯丙基氯化铵0.3，尿素1，助剂3，水80；

其中，助剂由下列重量（kg）的原料制成：皂角10，纳米二氧化钛0.1，过硫酸铵0.1，乙酸乙烯酯1，碳酸氢钠0.2，十二烷基葡糖苷1，水100；助剂的制备方法是将皂角粉碎磨粉，将得到的皂角粉与碳酸氢钠、十二烷基葡糖苷共同加入水中80℃、200r/min搅拌4h，冷却后过滤，向滤液中加入乙酸乙烯酯和纳米二氧化钛并超声分散5min，然后加入2%的过硫酸铵溶液70℃搅拌1h，冷却后过滤，即得。

高效快速单晶硅片制绒液的制备方法包括以下步骤：

（1）将二甲基二烯丙基氯化铵加入1/3重量的水中，先400r/min搅拌5min，再加入辛癸酸甘油酯、石油磺酸钠80℃、400r/min搅拌10min，冷却后得组分A；

（2）先将氢氧化钠溶于剩余的水中，然后加入其余原料60℃、400r/min搅拌2h，得组分B；

（3）将组分A与组分B混合并于80℃、1000r/min条件下搅拌15min，过滤后即得高效快速单晶硅片制绒液。

将单晶硅片放入上述制得的制绒液中，在80℃水浴加热条件下进行制绒，制绒时间为10min，单晶硅片的表面反射率为10.2%，绒面金字塔尺寸为2-3μm，且大小均匀。