一种晶硅制绒液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种晶硅制绒液，按质量百分比计，包括：氢氧化钠含量为30％～50％；异丙醇含量为0.2％～0.5％；无水乙醇含量为0.4％～0.8％；液态二氧化碳含量为5％～10％；次氯酸钠含量为5％～10％；碱催化剂含量为2％～5％；非离子表面活性剂含量为3％～8％；余量为去离子水；本发明专利技术还公开了一种晶硅制绒液的制备方法，包括以下步骤：1)在反应釜中加入去离子水，随后将氢氧化钠溶解于去离子水中，再依次加入异丙醇和无水乙醇；2)加入液态二氧化碳和碱催化剂；3)然后加入次氯酸钠和非离子表面活性剂，获得制品。本发明专利技术可以有效的减少常规有机溶剂异丙醇、无水乙醇的用量，大大减少溶剂挥发所造成的作业环境污染和废水处理费用，降低COD和生产成本。

A crystal silicon cashmere liquid and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种晶硅制绒液及其制备方法
本专利技术涉及半导体制绒
，具体涉及一种晶硅制绒液及其制备方法。
技术介绍
信息时代，随着能源的不断消耗，可再生能源的重要性将越来越突出，如太阳能、风能、潮汐能等可再生能源，作为其中佼佼者的太阳能是目前利用率和普及率最高的新能源，其发展之迅猛前所未有，而我国作为世界光伏产业大国正在向强国漫进，与其相配套的电子化学品产业却相对落后，严重制约了产业链的优势发展。太阳能电池也称光伏电池，是一种将太阳能的光能直接转化为电电能的半导体器件，由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种具有广阔发展前途的新型能源。目前，太阳能电池片的制备工艺已经标准化，其主要步骤如下：1.制绒：通过化学反应使原本光亮的硅片表面(包括正面和背面)形成凸凹不平的结构以延长在其表面的传播路径，从而提高太阳能电池片对光的吸收效率。2.扩散制结：P型硅片在扩散后表面变成N型，形成PN结，使得硅片具有光伏效应。扩散的浓度、深度以及均匀性直接影响太阳能电池片的电性能，扩散进杂质的总量用方块电阻来衡量，杂质总量越小，方块电阻越大。3.周边刻蚀：该步骤的目的在于去掉刻蚀制结时再硅片边缘形成的讲PN结两端短路的导电层。4.沉积减反射膜：目前主要有两类减反射膜，氮化硅膜和氧化钛膜，主要起减反射和钝化作用。5.印刷电极。6.烧结：使印刷的电极与硅片之间形成合金。在太阳能电池片的主要制备工艺中，制绒工艺是第一步工艺，其主要作用是去除硅片表面的损伤层，以及在其表面形成良好的绒面，增加对光的吸收，同时保证后续的扩散制结、沉积减反射膜等工艺，进而保证丝网烧结后太阳能电池的效率，所以经过制绒工艺后的硅片表面的大小、形态、均匀度以及硅片表面的光亮程度对整个太阳能电池片的生产和其最终转换效率有着至关重要的影响。硅片制绒生产过程中，溶液失效是生产工艺波动的根本主要原因，失效的原因在于反应过程中NaOH的不断消耗和Na2SiO3的不断产生，导致反应物-OH浓度降低，且硅片表面无法与其获得足够的接触速率；而且由于反应在高温80～90度左右进行，往往发生剧烈反应产生大量气泡，且所得绒面并不理想。但是现有的传统工艺一般是通过添加硅酸钠和IPA(异丙醇)来抑制反应的进行，控制反应速率，从而得到比较好的绒面状态，公开号为CN104282796B的“一种硅晶制绒液及其制备方法”，其采用大量的异丙醇和无水乙醇来抑制反应，从而使得制绒效果更好，但是异丙醇和无水乙醇的大量使用，会造成作业环境污染以及高额的废水处理费用，无法降低生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种晶硅制绒液及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种晶硅制绒液，按质量百分比计，包括：氢氧化钠，含量为30％～50％；异丙醇，含量为0.2％～0.5％；无水乙醇，含量为0.4％～0.8％；液态二氧化碳，含量为5％～10％；次氯酸钠，含量为5％～10％；碱催化剂，含量为2％～5％；非离子表面活性剂，含量为3％～8％；余量为去离子水。优选的，非离子表面活性剂，其为柠檬酸钠、果糖纳以及木质素磺酸盐以1：1：3质量份组成。一种晶硅制绒液的制备方法，包括以下步骤：1)、在反应釜中加入去离子水，随后将氢氧化钠溶解于去离子水中，再依次加入异丙醇和无水乙醇；2)、将步骤1)中获得的混合溶液倒入存储罐内，并同时加入液态二氧化碳和碱催化剂；3)、对步骤2)中的存储罐进行加压过滤，然后加入次氯酸钠和非离子表面活性剂，获得制品。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在溶液中添加液态二氧化碳、次氯酸钠以及碱催化剂以达到促进Si与-OH的接触速率，从而稳定溶液体系，延长溶液失效周期，稳定工艺，拓宽工艺容差范围，从而更好的对晶硅进行制绒，并且有效的减少常规有机溶剂异丙醇、无水乙醇的用量，大大减少溶剂挥发所造成的作业环境污染和废水处理费用，降低COD和生产成本。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：在反应釜中加入去离子水，按照质量百分比，将30％的氢氧化钠溶解于去离子水中，再依次加入0.2％的异丙醇和0.4％的无水乙醇，随后将混合溶液倒入存储罐内，并同时加入5％的液态二氧化碳和2％的碱催化剂，然后对存储罐进行加压过滤，最后加入5％的次氯酸钠和3％的柠檬酸钠、果糖纳以及木质素磺酸盐以1：1：3质量份组成的非离子表面活性剂，从而获得该制绒液。使用该制绒液对晶硅进行制绒，保持制绒温度在80℃，制绒时长为30min，制绒完成后，晶硅的厚度减少了6.3微米，腐蚀效果更佳，反射率降低，腐蚀坑更均匀。实施例二：在反应釜中加入去离子水，按照质量百分比，将50％的氢氧化钠溶解于去离子水中，再依次加入0.5％的异丙醇和0.8％的无水乙醇，随后将混合溶液倒入存储罐内，并同时加入10％的液态二氧化碳和5％的碱催化剂，然后对存储罐进行加压过滤，最后加入10％的次氯酸钠和8％的柠檬酸钠、果糖纳以及木质素磺酸盐以1：1：3质量份组成的非离子表面活性剂，从而获得该制绒液。使用该制绒液对晶硅进行制绒，保持制绒温度在80℃，制绒时长为30min，制绒完成后，晶硅的厚度减少了6.7微米，腐蚀效果更佳，反射率降低，腐蚀坑更均匀。实施例三：在反应釜中加入去离子水，按照质量百分比，将40％的氢氧化钠溶解于去离子水中，再依次加入0.3％的异丙醇和0.6％的无水乙醇，随后将混合溶液倒入存储罐内，并同时加入8％的液态二氧化碳和3％的碱催化剂，然后对存储罐进行加压过滤，最后加入7％的次氯酸钠和5％的柠檬酸钠、果糖纳以及木质素磺酸盐以1：1：3质量份组成的非离子表面活性剂，从而获得该制绒液。使用该制绒液对晶硅进行制绒，保持制绒温度在80℃，制绒时长为30min，制绒完成后，晶硅的厚度减少了6.5微米，腐蚀效果更佳，反射率降低，腐蚀坑更均匀。晶硅制绒的反应原理如方程式：Si+2NaOH+H2O＝＝Na2SiO3+2H2↑，为了加速促进Si与-OH的接触速率，加入了次氯酸钠作为氧化剂，对Si进行氧化得到SiO2，根据方程式：SiO2+2NaOH＝＝＝＝Na2SiO3+H2O，可以得到Si在氧化后，配合着碱催化剂的使用，可以更快更进一步与NaOH发生反应。而且Na2SiO3的生成，可以在制绒温度下与二氧化碳液体发生反应，如方程式：CO2+Na2SiO3+H2O＝＝Na2CO3+H2SiO3，其中Na2CO3可以提高晶硅表面活性，而且二氧化碳溶液将Na2CO3反应掉，促进此方程式加速向右侧进行，从而加速了上述Si与NaOH的反应，也就进一步的加速促进了Si与-OH的接触速率，以达到减少异丙醇、无水乙醇使用量的目的，不再需要很大程度上的对反应进行抑制，也可以使得制绒效果更好，更均匀。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶硅制绒液，其特征在于，按质量百分比计，包括：氢氧化钠，含量为30％～50％；异丙醇，含量为0.2％～0.5％；无水乙醇，含量为0.4％～0.8％；液态二氧化碳，含量为5％～10％；次氯酸钠，含量为5％～10％；碱催化剂，含量为2％～5％；非离子表面活性剂，含量为3％～8％；余量为去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种晶硅制绒液，其特征在于，按质量百分比计，包括：氢氧化钠，含量为30％～50％；异丙醇，含量为0.2％～0.5％；无水乙醇，含量为0.4％～0.8％；液态二氧化碳，含量为5％～10％；次氯酸钠，含量为5％～10％；碱催化剂，含量为2％～5％；非离子表面活性剂，含量为3％～8％；余量为去离子水。2.根据权利要求1所述的一种晶硅制绒液，其特征在于：非离子表面活性剂，其为柠檬酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宝剑，谢毅，唐亮，程寅亮，关振华，
申请(专利权)人：通威太阳能安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34