專利名稱：一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及單晶硅太陽電池制程中的制絨工藝，尤其是涉及一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑及其應用。
背景技術：
當前隨著氣候環境的進一步惡化以及常規能源的有限性，世界上很多國家掀起了開發利用可再生能源的熱潮，其中太陽能技術作為這類新能源的一個代表，受到了各國科技界、經濟界的廣泛關注，也促使太陽能技術得到了快速的發展，其中利用半導體的光生伏特效應將太陽能轉變為電能的利用越來越廣泛。而單晶硅太陽電池就是其中最為普遍被用來將太陽能轉換為電能的器件。在單晶硅太陽電池的制備過程中，主要包括以下步驟(1) 化學減薄、制絨及清洗；(2)擴散制備PN結；(3)刻蝕去邊以及清洗；(4)制備減反射膜；(5) 絲網印刷電極并燒結；(6)電池測試分揀。通過這六步工藝過程，制備出了基于單晶硅晶體的太陽電池將形成，而后通過封裝技術，把單片晶體硅電池組合成組件，進行光伏發電的應用。其中第一步工藝主要為制絨，制絨的主要作用是在單晶硅表面形成類似于“金字塔”形狀的起伏，通過這些類“金字塔”結構，降低硅片表面的反射率，提高光的吸收，從而提高電池的轉化效率；另一方面，制絨過程中會對硅片表面進行一定深度的刻蝕，去除表面的硅原子層(一般控制在正反面各5um左右，去除率-“蝕刻重量/原始硅片重量”-控制在 5-8% )，這層去除的硅原子層是硅片在切割過程中形成的切割損傷層，對于電池表面復合有很大影響，去除后對于提高電池效率具有很重要的意義。而當前制絨工序中使用的化學品主要為堿性腐蝕液，具體為NaOH或者KOH(濃度范圍為質量比)，異丙醇或者乙醇 (濃度范圍為體積比2%-6%)，硅酸鈉(0.1%-3%)，去離子水等。利用較低堿濃度時單晶硅(111)晶向和(100)晶向不同的腐蝕速率，制備出類“金字塔”的結構。在單晶制絨過程中，主要的化學反應如下
TPA I ATa
Si + INaOH + H2ONa2SiOi + IH2 個其中NaOH是主要的蝕刻劑，而加入的異丙醇(IPA)或者乙醇(AL)可以降低硅片和藥液界面張力，有利于消除界面處形成的氣泡；為了保證制絨的效果(控制反應速率)，一般制絨藥液的溫度設定范圍為70-85°C。當前采用傳統制絨藥液(Na0H/Na2Si03/ IPA(AL))其制絨效果可控性較差，所制得的絨面偏大，基本會達到5um以上。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種提高了單晶制絨的工藝穩定性和一致性的小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑及其應用。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑，其特征在于，該促進劑包括以下組分及重量百分比含量
丙酮酸甲脂維生素C
0.01-5%,
0.01-5%,
草酸乳酸異丙醇堿
0.01-3%,
0.01-5%,
0.1-2%。
0.1-2%, 所述的堿為NaOH或Κ0Η。所述的去離子水的導電電阻為18ΜΩ以上。一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑的應用，其特征在于，將促進劑加入到含有堿和異丙胺(IPA)混合溶液的單晶制絨槽中，控制制絨槽的溫度控制在80°C，攪拌均勻后，將單晶硅片浸泡入制絨槽中進行反應，制絨時間控制在900-1200S。所述的促進劑和混合溶液的體積比為1 1000-1 2000。所述的混合溶液中的堿為NaOH或Κ0Η，濃度為1_1. 5wt %。所述的混合溶液中的異丙胺的濃度為l-3wt%。與現有技術相比，本發明可以使單晶硅太陽電池表面的絨面大小基本控制在 l-5um之內，提高了單晶制絨的工藝穩定性和一致性。
圖1為實施例4中絨面的掃描電子顯微鏡照片；圖2為實施例4中絨面的光學顯微照片；圖3為實施例4的制絨后單晶硅片表面反射率圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例1促進劑配比為丙酮酸甲脂含量0. 05 %，維生素C含量0. 1 %，草酸含量1 %，乳酸含量0. 3%，異丙醇含量1 %，NaOH含量為2.0%，其余為去離子水。按照上述配方配置的50ml 促進劑加入到100L的單晶制絨槽中，制絨槽中已經配置好NaOH含量為1. 2%, IPA含量為 2%，混合均勻后，制絨槽溫度控制在80°C，攪拌均勻后，將單晶硅片浸泡入制絨槽中進行反應，制絨時間控制在900秒，得到絨面金字塔平均尺寸為5um左右。實施例2促進劑配比為丙酮酸甲脂含量0.1%，維生素C含量0. 5 %，草酸含量1 %，乳酸含量0. 1 %，異丙醇含量1 %，NaOH含量1. 0 %，其余為去離子水。按照上述配方配置的50ml 促進劑加入到100L的單晶制絨槽中，制絨槽中已經配置好NaOH含量為1. 2%, IPA含量為 2%，混合均勻后，制絨槽溫度控制在80°C，攪拌均勻后，將單晶硅片浸泡入制絨槽中進行反應，制絨時間控制在1200秒，得到絨面金字塔平均尺寸為4um左右。實施例3促進劑配比為丙酮酸甲酯含量0. 2 %，維生素C含量0. 8 %，草酸含量1 %，乳酸含量0.05%，異丙醇含量1%，NaOH含量為1%，其余為去離子水。按照上述配方配置的50ml 促進劑加入到100L的單晶制絨槽中，制絨槽中已經配置好NaOH含量為1. 2%, IPA含量為 2%，混合均勻后，制絨槽溫度控制在80°C，攪拌均勻后，將單晶硅片浸泡入制絨槽中進行反應，制絨時間控制在1200秒，得到絨面金字塔平均尺寸為3um左右。實施案4促進劑配比為丙酮酸甲酯含量0. 5 %，維生素C含量2 %，草酸含量1 %，乳酸含量 . 丨^，異丙醇含量！^，NaOH含量為0.5%，其余為去離子水。按照上述配方配置的50ml 促進劑加入到100L的單晶制絨槽中，制絨槽中已經配置好NaOH含量為1. 2%, IPA含量為 2%，混合均勻后，制絨槽溫度控制在80°C，攪拌均勻后，將單晶硅片浸泡入制絨槽中進行反應，制絨時間控制在1200秒，得到絨面金字塔平均尺寸為2um左右。采用上述幾種配方的促進劑，可以較好的控制單晶硅絨面金字塔的尺寸大小，獲得均勻性好、密度高的絨面結構；單晶硅片的刻蝕減薄重量穩定，可以控制在5-8%;硅片外觀色澤均一，平均反射率低于14%，滿足工業生產的需求。圖1是實施例4中絨面的掃描電子顯微鏡照片，“金字塔”的尺寸大小平均為2um。圖2為實施例4中絨面的光學顯微照片， “金字塔”的尺寸和掃描電鏡結果相同。圖3為實施例4的制絨后單晶硅片表面反射率圖。實施例5一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑，包括以下組分及重量百分比含量丙酮酸甲脂0.01%，維生素C為0.01%，草酸0.01%，乳酸0.01%，異丙醇0. l%，NaOH為0. 1%, 余量為導電電阻為18ΜΩ以上的去離子水，將該促進劑加入到含有濃度為Iwt^WNaOH 和濃度為的異丙胺(IPA)混合溶液的單晶制絨槽中，促進劑和混合溶液的體積比為 1 1000，控制制絨槽的溫度控制在80°C，攪拌均勻后，將單晶硅片浸泡入制絨槽中進行反應，制絨時間控制在900s，即完成對單晶硅片的表面制絨處理。實施例6一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑，包括以下組分及重量百分比含量丙酮酸甲脂5%，維生素C為5%，草酸3%，乳酸5%，異丙醇2%，KOH為2%，余量為導電電阻為18ΜΩ以上的去離子水，將該促進劑加入到含有濃度為1. 5wt%的NaOH和濃度為3wt% 的異丙胺(IPA)混合溶液的單晶制絨槽中，促進劑和混合溶液的體積比為1 2000，控制制絨槽的溫度控制在80°C，攪拌均勻后，將單晶硅片浸泡入制絨槽中進行反應，制絨時間控制在1200s，即完成對單晶硅片的表面制絨處理。
權利要求
1. 一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑，其特征在于，該促進劑包括以下組分及重量百分比含量丙酮酸甲脂0.01-5%,維生素C0.01-5%,草酸0.01-3%,乳酸0.01-5%,異丙醇0.1-2%，堿0.1-2% ο
2.根據權利要求1所述的一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑，其特征在于，所述的堿為NaOH或Κ0Η。
3.根據權利要求1所述的一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑，其特征在于，所述的去離子水的導電電阻為18ΜΩ以上。
4.一種如權利要求1所述的小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑的應用，其特征在于， 將促進劑加入到含有堿和異丙胺(IPA)混合溶液的單晶制絨槽中，控制制絨槽的溫度控制在80°C，攪拌均勻后，將單晶硅片浸泡入制絨槽中進行反應，制絨時間控制在900-1200S。
5.根據權利要求4所述的一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑的應用，其特征在于，所述的促進劑和混合溶液的體積比為1 1000-1 2000。
6.根據權利要求4所述的一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑的應用，其特征在于，所述的混合溶液中的堿為NaOH或Κ0Η，濃度為1-1. 5wt%。
7.根據權利要求4所述的一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑的應用，其特征在于，所述的混合溶液中的異丙胺的濃度為l-3wt%。
全文摘要
本發明涉及一種小絨面單晶硅太陽電池制絨促進劑及其應用，促進劑包括以下組分及重量百分比含量丙酮酸甲脂0.01-5％、維生素C0.01-5％、草酸0.01-3％、乳酸0.01-5％、異丙醇0.1-2％、堿0.1-2％，將促進劑加入到含有堿和異丙胺(IPA)混合溶液的單晶制絨槽中，控制制絨槽的溫度控制在80℃，攪拌均勻后，將單晶硅片浸泡入制絨槽中進行反應。與現有技術相比，本發明可以使單晶硅太陽電池表面的絨面大小基本控制在1-5um之內，提高了單晶制絨的工藝穩定性和一致性。
文檔編號C30B33/10GK102337595SQ201110098689
公開日2012年2月1日 申請日期2011年4月19日 優先權日2011年4月19日
發明者葉俊, 章亞男 申請人:上海晶太光伏科技有限公司