一种含烷基糖苷的单晶硅制绒添加剂配方及使用方法组成比例

本发明专利技术涉及一种含烷基糖苷的单晶硅片制绒液的添加剂，添加剂包含的组分为：烷基糖苷、双糖、有机钠盐、无机盐、硅酸钠和余量的水。本发明专利技术还公开了一种单晶硅片的制绒方法，包括以下步骤：1)制绒添加剂的配置；2)制绒液的配置；3)将单晶硅片置入步骤2)制得的制绒液中进行制绒，制绒液温度为75‑90℃，制绒时间为7‑15min；4)将绒液后单晶硅片混酸清洗、去离子水清洗后干燥得产品。本发明专利技术的的制绒效果优异，制绒后绒面金字塔的尺寸较小，分布较窄，能有效减少对光的反射，因而能提高太阳能电池片的光电转换效率。

Formula and application of a kind of additive for making cashmere from monocrystalline silicon containing alkyl glucoside

【技术实现步骤摘要】
一种含烷基糖苷的单晶硅制绒添加剂配方及使用方法
本专利技术属于太阳能电池单晶硅片
，尤其涉及一种含烷基糖苷类型、含量对单晶硅片制绒的影响。
技术介绍
现代社会可持续发展所面临的两大重要问题之一是能源问题，世界经济的迅猛发展在给人类带来好处的同时也伴随着很多弊端，那就是能源的过度消耗，这无疑将会让人类社会处于资源短缺的境地，随之而来的是生态环境问题。为了保护人类赖以生存的地球家园，发展清洁能源迫在眉睫。太阳能由于其蕴藏量巨大，被利用的可行性很高，且环保无污染，是最重要的可再生能源。人类正在持续不断的对太阳能电池的制作工艺进行探究，提高太阳能电池的光电转换效率是人们一直追求的目标，尽可能地降低太阳光在单晶硅表面的损失是单晶硅的制绒的主要目的，也是提升光电转换效率的主要方法。太阳能电池生产工艺中，表面处理发挥着至关重要的作用，没有经过表面处理的单晶硅，当太阳光照射到硅片表面时，只有一部分光能够加以利用，而另一部分会被直接反射出去而被损失，损失量大小与表面制绒效果直接相关。人们探索出了多种对单晶硅进行表面处理的方法，其中，化学腐蚀法相对廉价，节约成本，过程简单，已经被广泛的运用。单晶硅表面经过腐蚀（制绒）后，表面形成一种不平整的、形似一个个大小金字塔的绒面，这种绒面发挥着巨大的作用，因为它能使照射到硅片表面的光得到多次反射，能大幅度地增大光的透视率，这种效果称作焰光效率。焰光效率使入射光在硅表面的光程得以延伸，减少光的反射损失，产生更多的光生载流子，进而提高光电转换效率，这样使电池的性价比得以提升。经过相关文献的查阅发现，人们研制了多种新型的制绒工艺和配方，这些方法得到较好的绒面效果的同时却存在各种不足。单晶硅绒面形成的影响因素有很多，碱溶液的种类和浓度、硅片原本的状态、制绒的时长与温度，制绒配方的成分等等都会影响单晶硅绒面的形成。制绒所需试剂中碱性溶液是主要成分，目前工业上常用异丙醇（IPA）作为添加剂，也是表面活性剂，IPA的加入能够增大硅片表面的润滑程度，降低液体的表面张力，使所产生的氢气能够快速的脱离硅片表面，而不阻碍反应过程进行。但是IPA具有较强的毒性，而且成本偏高，大量的用于工业生产是不利的。因此，低成本、高效率和环保的化学腐蚀制绒方法一直是光伏界的最佳选择。本专利技术主要研究烷基糖苷的类型、含量和其它辅助添加剂对单晶硅表面制绒的影响。用葡萄糖和脂肪醇可合成烷基糖苷(AlkylPolyglycoside，简称APG)，复杂的糖苷化合物中糖单元大于等于2，也称为烷基多糖苷(或烷基多苷)。APG常温下呈白色固体粉末或淡黄色油状液体，在水中溶解度大，较难溶于常用的有机溶剂。烷基糖苷表面张力低、无浊点、HLB值可调、湿润力强、去污力强、泡沫丰富细腻、配伍性强、无毒、无害、对皮肤无刺激，生物降解迅速彻底，可与任何类型表面活性剂复配，协同效应明显。烷基糖苷具有较强的广谱抗菌活性，增稠效果显著、易于稀释、无凝胶现象，使用方便，且耐强碱、耐强酸、耐硬水、抗盐性强。它可作为食品、农药、硅油的乳化分散剂；杀虫剂、除草剂的增效剂；农膜防雾剂、塑料助剂；亦可用于医药、生物工程、工业清洗、消防药剂、纺织助剂、涂料、感光材料、制革、采油、选矿、橡塑、能源等多种领域。APG在产品安全性，温和性和抗菌性具有优势，是替代现有石油基表面活性剂的主流表面活性剂。
技术实现思路
本专利技术提供一种单晶硅片制绒液的添加剂及使用方法，其特征在于对太阳能电池用单晶硅片进行表面制绒时，将本专利技术的添加剂加入到碱性制绒液中，达到优异的制绒效果。制绒后绒面金字塔的尺寸较小，分布较窄，能显著减少对光的反射，因而能提高组装得到的太阳能电池片的光电转换效率。本专利技术提供一种用于单晶硅片制绒液的添加剂，其包含的组分为：烷基糖苷、双糖、有机钠盐、无机盐、硅酸钠和余量的水，其中所述水为去离子水。在上述方案的基础上，本专利技术所述添加剂中烷基糖苷是APG0810、APG1214、APG0814、APG0816和APG1216中一种或几种的混合物，烷基糖苷与水的重量比为0.5-1.5:100。在上述方案的基础上，本专利技术所述添加剂中双糖是麦芽糖、纤维二糖、蔗糖和乳糖中一种或几种的混合物，糖与水的重量比为1.0-2.0:100。在上述方案的基础上，本专利技术所述添加剂中有机钠盐是乙酸钠、乙二酸钠、苯甲酸钠、苯乙酸钠和间苯二甲酸钠中一种或几种的混合物，有机钠盐与水的重量比为0.1-1.0:100。在上述方案的基础上，本专利技术所述添加剂中无机盐是NaCl、KCl、Na2SO4、K2SO4、CaCl2中一种或几种的混合物，无机盐与水的重量比为0.1-1.0:100。在上述方案的基础上，本专利技术所述添加剂中硅酸钠与水的重量比为0.2-1.2:100。本专利技术此外提供用于单晶硅片表面处理的制绒剂的配制方法，包括一种单晶硅片的制绒方法，具体技术方案包括以下步骤。(1)于1L去离子水中加入重量百分浓度为30%的NaOH溶液20.0-40.0mL，加入本专利技术添加剂10.0-20.0mL，得到碱性制绒液。(2)将切割后的单晶硅片置于65℃的预清洗液中清洗2-8min后用去离子水清洗，再将单晶硅片浸入步骤(1)的制绒液中进行制绒，制绒液温度为75-90℃，制绒时间为7-15min。(3)将步骤(2)获得的制绒后单晶硅片浸渍于室温下的去离子水中清洗1.5min，再进行混酸清洗，时间为5-10min。(4)将酸洗后的单晶硅片浸渍于去离子水中清洗1.5min，再浸渍于85℃的去离子水中慢慢提拉出来，并将晶硅片于置于65℃的干燥箱中干燥3h。在上述方案的基础上，步骤(2)中预清洗液配方为：1L去离子水中加入重量百分浓度为30%NaOH溶液8-18mL，无机氧化剂0.5-1.5mol，其中无机氧化剂为K2MnO4、H2O2、KClO3、KCr2O7和NaNO3中一种或几种的混合物。在上述方案的基础上，步骤(3)中混酸为HF、HCl、H2SiO3、H3PO4、H2SO4和HNO3中两种或多种的混合酸，混酸浓度为1.0-3.0mol/L。采用该添加剂和使用方法进行硅片表面制绒后，在硅片表面形成的金字塔尺寸小于5μm，硅片整面色泽均匀，可见光区平均反射率低于10％，被腐蚀掉的硅片量小于5％。本专利技术的优点在于：采用本添加剂及使用方法后，与未加入添加剂或以IPA作为添加剂时相比，可减少制绒时间，且制绒效果有明显的提高。绒面金字塔尺寸更加细小，分布更加均匀，显著地降低硅片的反射率。对最终得到的电池片也具有有益的效果，提高了电池片的成品率。此外，本专利技术的添加剂无毒性，无腐蚀性，无刺激性，无燃烧和爆炸危险，对人体和环境无危害。附图说明图1最佳添加剂配方和最佳制绒方法获得的单晶硅片绒面的扫描电镜图。图2最佳添加剂配方和最佳制绒方法获得的单晶硅片侧面的扫描电镜图。图3最佳添加剂配方和最佳制绒方法获得的单晶硅片绒面的反射光谱图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术做本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于单晶硅片制绒液的添加剂，其特征在于其中包含的组分为：烷基糖苷、双糖、有机钠盐、无机盐、硅酸钠和余量的去离子水，其中烷基糖苷与水的重量比为0.5-1.5:100，双糖与水的重量比为1.0-2.0:100，有机钠盐与水的重量比为0.1-1.0:100，无机盐与水的重量比为0.1-1.0:100，硅酸钠与水的重量比为0.2-1.2:100。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于单晶硅片制绒液的添加剂，其特征在于其中包含的组分为：烷基糖苷、双糖、有机钠盐、无机盐、硅酸钠和余量的去离子水，其中烷基糖苷与水的重量比为0.5-1.5:100，双糖与水的重量比为1.0-2.0:100，有机钠盐与水的重量比为0.1-1.0:100，无机盐与水的重量比为0.1-1.0:100，硅酸钠与水的重量比为0.2-1.2:100。


2.在权利要求1所述的基础上，烷基糖苷是APG0810、APG1214、APG0814、APG0816和APG1216中一种或几种的混合物；双糖是麦芽糖、纤维二糖、蔗糖和乳糖中一种或几种的混合物；有机钠盐是乙酸钠、乙二酸钠、苯甲酸钠、苯乙酸钠和间苯二甲酸钠中一种或几种的混合物；无机盐是NaCl、KCl、Na2SO4、K2SO4、CaCl2中一种或几种的混合物。


3.一种用于单晶硅片表面制绒液的配制方法，其特征是于1L去离子水中加入重量百分浓度为30%的NaOH溶液20.0-40.0mL，加入添加剂10.0-20.0mL，得到碱性制绒液。


4.一种用于单晶硅片表面制绒方法，具体技术方案包括以下步骤：
(1)将切割后的单晶硅片置于65℃的预清...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎建辉，邓小梅，卢建红，张丽，杨海华，陈婉君，刘云芳，陈文明，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43