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一种用于晶硅太阳能电池的制绒剂及其使用方法技术

技术编号：38335367 阅读：12 留言：0更新日期：2023-08-02 09:16
本发明专利技术公开了一种用于晶硅太阳能电池的制绒剂及其使用方法，所述制绒剂包括1％

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【技术实现步骤摘要】
一种用于晶硅太阳能电池的制绒剂及其使用方法


[0001]本专利技术涉及光伏
，尤其涉及一种用于晶硅太阳能电池的制绒剂及其使用方法。

技术介绍

[0002]由于化石燃料使用的增加造成环境污染和资源枯竭，对可再生能源的需求不断增加。在各种可再生能源中，众多研究人员开发的太阳能电池因其使用方便、维护成本低等优点得到了广泛的应用。然而，效率、废物处理和光污染等问题也令人担忧。太阳能电池最大的缺点是光损耗导致的能量转换效率低。为了提高太阳能电池的效率，进行了大量的研究。
[0003]超过30％的入射光通过反射丢失，这在短波或蓝光范围内更为明显。因此，长波低吸收和短波高反射造成的光损耗限制了硅基太阳能电池中可转换为电能的光量。解决这两个限制的一种技术是前面提到的前表面纹理化。
[0004]前表面纹理化最常见的形状为随机向上的金字塔形状，而产生此形状的原理如下：单晶硅在碱液中各向异性腐蚀引起的。在同一碱液浓度下，同一温度下(80℃)，晶体硅的<100>面腐蚀速率是<111>面的腐蚀速率的30倍。在单晶硅100面,硅有两个悬挂键，有2个相连硅原子的共价键，而在111面硅有一个1悬挂键，有3个相连硅原子提供的共价键，硅原子要被腐蚀，便要摆脱共价键的束缚,<100>面的硅原子的活性大于<111>面的硅原子的活性，故产生反应速率的差距，因而产生金字塔形状，结构示意图如图1。
[0005]当下光伏制造业，KOH/NaOH+异丙醇和KOH/NaOH+表面活性剂体系被广泛运用到硅片表面纹理化，表面纹理化工艺步骤依次为：前清洗，纯水洗，制绒，纯水洗，后清洗，纯水洗，HCl/HF洗，纯水洗，慢提拉，烘干。由此可看出工艺存在如下缺点：(1)工业废水产生多，每天产生500吨废水；(2)硅片中引入金属离子Na+，K+，影响硅片中的载流子的复合，不符合太阳能电池要求；(3)工序长，耗费人力。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于提供一种用于晶硅太阳能电池的制绒剂及其使用方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种用于晶硅太阳能电池的制绒剂，所述制绒剂包括1％
‑
20％质量分数的有机碱溶液，所述有机碱溶液包括有机碱和有机溶剂，
[0008]其中，所述有机碱包括，三乙胺，异丙胺，脂肪胺，芳香胺，1,8
‑
二氮杂二环十一碳
‑7‑
烯，吡啶，咔唑，1,5
‑
二氮杂双环[4.3.0]‑5‑
壬烯中的一种；
[0009]所述有机溶剂包括，2
‑
甲基四氢呋喃，4
‑
甲基四氢呋喃，环戊基甲醚中的一种。
[0010]进一步地，使用所述制绒剂的制绒温度为60℃
‑
90℃，制绒时间为600s
‑
1200s。
[0011]一种晶硅太阳能电池制绒方法，采用如上所述制绒剂对硅片进行制绒，所述方法包括：
[0012]对硅片进行预清洗；
[0013]将预清洗后的硅片浸入制绒剂中进行表面制绒；
[0014]制绒后的硅片依次经第一次烘干、酸性清洗、水洗和第二次烘干后，得到绒面硅片。
[0015]进一步地，所述对硅片进行预清洗包括：
[0016]使用10％
‑
50％的无机碱溶液清洗硅片，清洗时间200s
‑
600s，清洗温度为40℃
‑
60℃；
[0017]对无机碱溶液清洗后的硅片进行水清洗，清洗时间300s
‑
600s，清洗温度20℃
‑
40℃。
[0018]进一步地，所述无机碱包括NaOH、KOH、LiOH、Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3、NaHCO3、KHCO3、Na3PO4和K3PO4中的一种或几种。
[0019]进一步地，所述制绒剂为1％
‑
20％质量分数的有机碱溶剂；
[0020]制绒温度：60℃
‑
90℃，制绒时间600s
‑
1200s。
[0021]进一步地，有机碱溶液包括有机碱和有机溶剂，其中，
[0022]有机碱包括，三乙胺，异丙胺，脂肪胺，芳香胺，1,8
‑
二氮杂二环十一碳
‑7‑
烯，吡啶，咔唑或1,5
‑
二氮杂双环[4.3.0]‑5‑
壬烯中的一种；
[0023]有机溶剂包括，2
‑
甲基四氢呋喃，4
‑
甲基四氢呋喃，环戊基甲醚中的一种。
[0024]进一步地，所述第一次烘干步骤包括：
[0025]氮气鼓吹，氮气流量为10
‑
15m/s；吹扫温度为60℃
‑
80℃；吹扫时间为200s
‑
600s。
[0026]进一步地，所述酸洗包括：HF/HCl清洗，
[0027]HF的质量分数为0.5％
‑
3％，HCl的质量分数为3％
‑
6％，温度为20℃
‑
40℃，清洗时间为200s
‑
600s。
[0028]进一步地，所述第二次烘干步骤包括：氮气鼓吹，氮气流量为10
‑
15m/s；吹扫温度为60℃
‑
80℃；吹扫时间为200s
‑
800s。
[0029]本专利技术的技术效果和优点：
[0030]采用有机碱(三乙胺，异丙胺，脂肪胺，芳香胺，DBU，吡啶，咔唑，DBN)和2
‑
甲基四氢呋喃，4
‑
甲基四氢呋喃，环戊基甲醚的体系具有以下的优点：(1)减少工业废水的使用，预估计采用此方案后，每天废水可降为200吨。(2)有机碱和有机溶剂体系可回收套用。(3)避免金属离子对硅片和器件的影响。
[0031]1、本专利技术采用有机碱和有机溶剂结合体系制绒，有利于减少工业废水的排放，降低对水资源的浪费。
[0032]2、本专利技术采用有机碱体系进行制绒，可以避免金属离子(Na+,K+)对硅片和器件质量的影响。
[0033]3、本专利技术采用的有机溶剂均为生物可降解的溶剂，避免化学试剂对环境的污染。
[0034]4、本专利技术对有机碱和有机溶剂的回收做了可行性分析报告，并且绘制简单回收装置示意图。
[0035]5、有机碱和有机溶剂的回收利用，可以减少企业对电池的生产成本以及运输管理等费用。
[0036]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书以及
附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0037]图1为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于晶硅太阳能电池的制绒剂，其特征在于，所述制绒剂包括1％
‑
20％质量分数的有机碱溶液，所述有机碱溶液包括有机碱和有机溶剂，其中，所述有机碱包括，三乙胺，异丙胺，脂肪胺，芳香胺，1,8
‑
二氮杂二环十一碳
‑7‑
烯，吡啶，咔唑，1,5
‑
二氮杂双环[4.3.0]
‑5‑
壬烯中的一种；所述有机溶剂包括，2
‑
甲基四氢呋喃，4
‑
甲基四氢呋喃，环戊基甲醚中的一种。2.根据权利要求1所述的一种用于晶硅太阳能电池的制绒剂，其特征在于，使用所述制绒剂的制绒温度为60℃
‑
90℃，制绒时间为600s
‑
1200s。3.一种晶硅太阳能电池制绒方法，其特征在于，采用权利要求1所述制绒剂对硅片进行制绒，所述方法包括：对硅片进行预清洗；将预清洗后的硅片浸入制绒剂中进行表面制绒；制绒后的硅片依次经第一次烘干、酸洗、水洗和第二次烘干后，得到绒面硅片。4.根据权利要求3所述的一种晶硅太阳能电池的制绒方法，其特征在于，所述对硅片进行预清洗包括：使用10％
‑
50％的无机碱溶液清洗硅片，清洗时间200s
‑
600s，清洗温度为40℃
‑
60℃；对无机碱溶液清洗后的硅片进行水清洗，清洗时间300s
‑
600s，清洗温度20℃
‑
40℃。5.根据权利要求4所述的一种晶硅太阳能电池的制绒方法，其特征在于，所述无机碱包括NaOH、KOH、LiOH、Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3、NaHCO3、KHCO3、Na3PO4和K3PO4中的一种或几种。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：郑磊杰，倪玉凤，张婷，杨露，魏凯峰，张博，阮妙，石惠君，
申请(专利权)人：青海黄河上游水电开发有限责任公司西安太阳能电力分公司国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司青海黄河上游水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

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