一种新型单晶硅片制绒添加剂的制造及简单制绒方法技术

本发明专利技术公开了一种新型单晶硅片制绒添加剂，其包含组分为：鼠李糖、双子表面活性剂、谷胱甘肽、邻苯二酚、乙二醇、氯化钡和余量的去离子水。本发明专利技术还公开了一种单晶硅片制绒液和一种简单制绒方法，制绒液含有碱溶液和上述的制绒添加剂，并在所述的制绒方法下对单晶硅片表面进行制绒。采用上述过程制作单晶硅片的绒面时，制绒时间缩短；所制的绒面金字塔均匀、细小、密集，反射率低；制绒工艺简单，制绒设备低廉，环境污染小，具有很好的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种新型单晶硅片制绒添加剂的制造及简单制绒方法
本专利技术涉及一种新型单晶硅片制绒添加剂的制造及简单制绒方法。
技术介绍
硅片制绒是太阳能电池生产中一步关键的工艺。制造出质量好、性能佳的绒面对提高太阳能电池的能量转化效率和性能具有重要意义。碱性制绒剂对单晶硅片表面的腐蚀具有各向异性，在制绒时会形成具有表面金字塔结构的绒面。绒面的形成会使硅片表面对入射光进行多次反射，提高太阳能在硅片表面的吸收效率，增加短路电流；还可以延长光在硅片中的光程，增加光生载流子的数量；曲折的绒面可增加p-n结面积，提高对光生载流子的收集率；少子寿命的延长可改善太阳能电池的长波光谱响应。目前存在的碱性制绒添加剂主要有以下几类：第一，异丙醇或乙醇类制绒添加剂。该制绒添加剂缺点是：异丙醇和乙醇都易挥发导致溶液寿命短、对环境污染严重、制绒成本高等问题（舰船防化，2013,(03):1-5）；第二，单链表面活性剂类制绒添加剂。该制绒添加剂缺点是：亲水性单链表面活性剂往往是制绒时的首选，但它对单晶硅片表面的有机物残留无法去除，需要添加预处理工序和繁琐的清洗工序等（人工晶体学报，2012,(S1);354-358）；此外，还有一些其它的制绒添加剂（山东化工,2017,46(15);45-46），或会导致制绒后的硅片出现亮斑、小雨点等缺陷。这些缺点最终都会导致太阳能电池的转化效率低。因此，为了改善常规制绒工艺，需要研究新的制绒添加剂来改善制绒效果，从而提高太阳能电池转化效率，并减小对环境的污染和保证资源的可持续发展。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型单晶硅片制绒添加剂，其特征在于，该制绒添加剂由鼠李糖、双子表面活性剂、谷胱甘肽、邻苯二酚、乙二醇、氯化钡和去离子水组成。制绒添加剂中各组分的质量百分数（wt%）为：鼠李糖1%～10%、双子表面活性剂0.5%～5%、谷胱甘肽3%～10%、邻苯二酚2%～15%、乙二醇0.1%～3%、氯化钡0.3%～5%，余量为去离子水。本专利技术还提供了一种单晶硅片制绒液，其特征在于，其包含上述制绒添加剂和碱溶液，所述的单晶硅片制绒添加剂与碱溶液的体积比为0.5～3:100。所含的碱溶液为0.1～5wt%的氢氧化钠水溶液。此外，本专利技术还提供了一种简单的单晶硅片制绒方法，其特征在于，采用上述的制绒液对单晶硅片表面进行制绒，制绒温度为75～85℃，制绒时间为300～900s。上述单晶硅片制绒方法其具体步骤包括：(1)配制制绒添加剂：将鼠李糖1%～10%、双子表面活性剂0.5%～5%、谷胱甘肽3%～10%、邻苯二酚2%～15%、乙二醇0.1%～3%、氯化钡0.3%～5%加入到余量的水中，混合均匀配制成制绒添加剂。(2)配制制绒液：将(1)所述制绒添加剂加入到碱溶液中，混合均匀配制成制绒液；所述的制绒添加剂与碱溶液的体积比为0.5～3:100；所述的碱溶液为0.1～5wt%的氢氧化钠水溶液。(3)将单晶硅片浸没于(2)所述的制绒液中进行硅片表面的制绒，制绒温度为75～85℃，制绒时间为300～900s。采用上述单晶硅片制绒液和制绒方法对单晶硅片制绒后，硅片整个表面色泽均匀，形成的金字塔呈正四面体型，边长约为2～5微米，密集、细小、且均匀覆盖于硅片整面。本专利技术的优点：1.本专利采用邻苯二酚试剂，它在氢氧化钠、乙二醇和氯化钡的作用下与硅的氧化物形成络合物，使硅的氧化物快速脱离硅片表面的同时可以作为制绒时的起点促进细密均匀的金字塔结构形成；鼠李糖与山梨醇、甘露醇等相比含有环状结构和醚键，这使其在溶液中具有较高的活性，具有更优的减缓氢氧化钠腐蚀速率的效果，进而使金字塔更均匀；谷胱甘肽结构中含有-SH，具有清除自由基效果，其抗氧化性与鼠李糖的还原性相协同，保证了制绒添加剂的稳定性；双子表面活性剂含有两个亲油基团、两个亲水基团，较于单链表面活性剂具有更强的降低水表面张力和清洁硅片表面油污的性能。以上因素使制绒反应更均匀，提高了绒面的质量，节约了生产成本。2.使用本专利技术制绒添加剂制作单晶硅片绒面时，不需要异丙醇或乙醇的添加，不需要经常性补加，大大降低了添加剂挥发造成的环境污染和废液处理难度，且硅片表面形成了均匀、细小、密集的金字塔。因此，采用本专利技术可以降低制绒的成本，减少环境污染，有利于提高太阳能电池的转化效率。3.本专利技术提供的制绒液和制绒方法，能缩短制绒时间，制绒时间为300～900s，提高了生产效率。所制作出的硅片表面金字塔呈正四面体型，边长约为2～5微米，金字塔覆盖率高，反射率较低。4.本专利技术提供的制绒液和制绒方法，所需的制绒设备价格低廉，制绒过程简单易操作，只需在配制制绒液时用玻璃棒搅拌均匀即可，制绒过程中制绒槽内不需要鼓泡和循环泵，节约了能源。附图说明图1为实施例1所得单晶硅绒面的反射率曲线。图2为实施例1所得单晶硅绒面的金字塔SEM图。图3为实施例2所得单晶硅绒面的反射率曲线。图4为实施例2所得单晶硅绒面的金字塔SEM图。图5为实施例3所得单晶硅绒面的反射率曲线。图6为实施例3所得单晶硅绒面的金字塔SEM图。图7为实施例4所得单晶硅绒面的反射率曲线。图8为实施例4所得单晶硅绒面的金字塔SEM图。图9为实施例5所得单晶硅绒面的反射率曲线。图10为实施例5所得单晶硅绒面的金字塔SEM图。图11为实施例6所得单晶硅绒面的反射率曲线。图12为实施例6所得单晶硅绒面的金字塔SEM图。具体实施方式下面结合附图和具体实施对本专利技术作进一步说明，但本专利技术不受以下实施例所限定。实施例1：(1)配制制绒添加剂：将2g鼠李糖、0.5g双十烷基二甲基溴化铵、3g谷胱甘肽、2g邻苯二酚、0.1g乙二醇、1g氯化钡、加入到余量的水中（95ml），混合均匀配制成100g制绒添加剂。(2)配制制绒液：将200g氢氧化钠溶于去离子水中，得到40kg碱溶液；将步骤(1)所制的100g制绒添加剂-加入到碱溶液混合均匀后得到制绒液。(3)将单晶硅片浸没于(2)所述的制绒液中进行硅片表面的制绒，制绒温度为75℃，制绒时间为900s。实施例2：一种单晶硅片制绒方法，具体步骤如下：(1)配制制绒添加剂：将3g鼠李糖、1.5g双十烷基二甲基溴化铵、5g谷胱甘肽、2.2g邻苯二酚、0.5g乙二醇、2g氯化钡加入到余量的水中（95ml），混合均匀配制成100g制绒添加剂。(2)配制制绒液：将80g氢氧化钠溶于去离子水中，得到10kg碱溶液；将步骤(1)所制的100g制绒添加剂加入到碱溶液并混合均匀得到制绒液。(3)将单晶硅片浸没于(2)所述的制绒液中进行硅片表面的制绒，制绒温度为80℃，制绒时间为600s。实施例3：一种单晶硅片制绒方法，具体步骤如下：(1)配制制绒添加剂：将5g鼠李糖、1g双十烷基二甲基溴化铵、4g谷胱甘肽、5g邻苯二酚、0.3g乙二醇、0.5g氯化钡加入到余量的水中（95ml），混合均匀配制成100g制绒添加剂。(2)配制制绒液：将100g氢氧化钠溶于去离子水中，得到5kg碱溶液；将步骤(1)所制的100g制绒添加剂加入到碱溶液并混合均匀得到制绒液。(3)将单晶硅片浸没于(2)所述的制绒液中进行硅片表面的制绒，制绒温度为82℃，制绒时间为800s。实施例4：一种单晶硅片制绒方法，具体步骤如下：(1)配制制绒添加剂：将6g鼠李糖、0.8g双十二烷基二甲基溴化铵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型单晶硅片制绒添加剂，其特征在于，其中包含的组分为鼠李糖、双子表面活性剂、谷胱甘肽、邻苯二酚、乙二醇、氯化钡和去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种新型单晶硅片制绒添加剂，其特征在于，其中包含的组分为鼠李糖、双子表面活性剂、谷胱甘肽、邻苯二酚、乙二醇、氯化钡和去离子水。2.根据权利要求1所述的新型单晶硅片制绒添加剂，其特征在于，所述的单晶硅片制绒添加剂中各组分的质量百分数为：鼠李糖1%～10%、双子表面活性剂0.5%～5%、谷胱甘肽3%～10%、邻苯二酚2%～15%、乙二醇0.1%～3%、氯化钡0.3%～5%，余量为水。3.根据权利要求的1所述的新型单晶硅片制绒添加剂，其特征在于，所述的双子表面活性剂是双十烷基二甲基溴化铵、双十二烷基二甲基溴化铵中的一种或两种。4.用于单晶硅片制绒的制绒液，其特征在于，其含有碱溶液和权利要求1-3中所述的任意一项制绒添加剂，所述的单晶硅片制绒添加剂与碱溶液的体积比为0.5～3:100。5.根据权利要求4所述的制绒液，其特征在于，所含的碱溶液为质量百分比为0.1～5的氢氧化钠水溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：天津赤霄科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12