一种用于多晶硅太阳能电池片制绒溶液激活的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于多晶硅太阳能电池片制绒溶液激活的方法，向初配制绒液中加入亚硝酸盐，混合均匀。该方法使得制绒溶液不必再通过“跑假片”来激活，降低了生产成本，缩短了生产时间，适宜于大规模工业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于多晶硅太阳能电池片制绒溶液激活的方法
本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种用于多晶硅太阳能电池片制绒溶液激活的方法。
技术介绍
太阳能是最重要的清洁可再生能源，预计到2040年太阳能总装机容量将占全球发电量的15％～20％。根据2013年国务院出台的“光伏国八条”，2015年光伏发电装机容量将达35GW，占总装机容量的2.4％。大规模利用太阳能发电的关键是制备低成本、高效率的太阳能电池。单晶硅的拉棒工艺复杂，且硅料成本较高；而多晶硅的铸锭工艺简单，且方形铸锭硅料利用率高，显著降低了成本，目前国际市场上98％以上的光伏电池均为多晶硅太阳能电池。普通平面硅片对太阳光具有一定的反射（400-1000nm，波长范围内反射率为30％～40％），因此在太阳电池的生产工艺中，需要在硅片表面制作出具有减反效果的微结构（即绒面）以提高转换效率。此过程简称制绒。目前规模化生产多晶硅太阳能电池的过程中，普遍采用湿法链式或槽式制绒的方式来达到去除硅片表面的损伤层以及形成虫卵状的绒面结构，从而有效降低硅表面反射率，最终提升电池转换效率。其中链式制绒由于其产能大，备受业内推崇。现有制绒工艺多采用单纯的HNO3-HF-H2O腐蚀体系，此制绒工艺下，需在制绒机初配液完成后或者短时间内复机后需要跑假片激活溶液，等腐蚀量达到一定后才开始正式制绒。假片为通常为破损的硅片、B级或C级片，每次激活硅片数量1000-3000片不等，时间约为1-1.5h。按100MW计算，每年跑假片投入不低于15-20万元。因此，如何寻求一种新的制绒溶液激活的方法，以降低成本投入，方便工业应用是本专利技术要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述存在的缺陷而提供一种用于多晶硅太阳能电池片制绒溶液激活的方法。该方法使得制绒溶液不必再通过“跑假片”来激活，降低了生产成本，缩短了生产时间，适宜于大规模工业化应用。本专利技术的一种用于多晶硅太阳能电池片制绒溶液激活的方法技术方案为，向初配制绒液中加入亚硝酸盐，混合均匀。所述的亚硝酸盐为亚硝酸钠、亚硝酸钾中的至少一种。亚硝酸盐加入量为1-5g/L。优选的，砂浆线切割硅片溶液配比亚硝酸盐加入量为2.6g/L；金刚线切割硅片溶液配比亚硝酸盐加入量为3.5g/L。硅片由于切割工艺不同分为砂浆线和金刚线，两者由于表面形貌的不同（如说明书附图图1和图2所示），制绒液配比也有所不同。表1不同片源制绒槽溶液初配液列表HFHNO3DIwater添加剂合计砂浆线切割硅片50L234L170L6L460L金刚线切割硅片58L237L132L3L430L因此本专利技术根据片源不同的初配液分别进行研究，选取亚硝酸钠作为添加来源。实验按照砂浆线切割硅片制绒溶液的配比配好溶液后，加入不同量的亚硝酸钠，用腐蚀量来衡量激活效果。实验结果如说明书附图图3所示。因此砂浆线切割硅片溶液配比，当制绒槽（460L）加入亚硝酸钠1.2kg左右时，制绒槽激活效果最佳，此浓度约为2.6g/L。实验按照金刚线切割硅片制绒溶液的配比配好溶液后，加入不同量的亚硝酸钠，用腐蚀量来衡量激活效果。实验结果说明书附图图4所示。根据反应结果，在金刚线切割硅片制绒初配液完成后，随着亚硅酸的含量，腐蚀量逐渐上升，直至稳定。当制绒槽（430L）加入亚硝酸钠1.5kg左右时，制绒槽激活效果最佳，此浓度约为3.5g/L。综上，经验证添加1-5g/L的亚硝酸盐可完成制绒液的激活。本专利技术的有益效果为：在多晶太阳能电池片生产中，当制绒机初配液完成后或者短时间复机后需要跑假片对溶液进行激活，激活时间约为1-1.5h。本专利技术在制绒液中添加亚硝酸盐，免除激活过程，初配液可直接进行生产。多晶硅片表面腐蚀广泛采用的HF-HNO3腐蚀系统，主要对多晶硅片进行的是各向同性腐蚀，在硅的各个晶向上的腐蚀速度相同，因此可以在多晶硅表面得到均匀的绒面。一般来说，HF-HNO3腐蚀系统是由HF、HNO3和H2O(部分添加剂)按一定比例混合而成，其中HNO3是强氧化剂，在反应中提供反应所需的空穴；HF是络合剂，与反应的中间产物发生反应生成另一种络合物以促使反应进行；H2O(或添加剂)是缓冲剂，主要起到减小腐蚀速率与缓和反应的作用。其反应方程式为：多晶硅由于本身物理结构的不均匀性，制绒最容易发生的地方为缺陷、杂质、晶界处。因为这些缺陷点反应能较高，较没有缺陷点的表面容易发生反应。整个腐蚀反应过程为：HNO3与Si发生反应，在硅片表面形成了一层SiO2，这层SiO2在HF酸的作用下形成可溶性络合物H2SiF6。通过搅拌可使六氟硅酸远离硅片，显然HF的作用在于促进阳极反应，使阳极反应产物SiO2溶解掉，不然所生成的SiO2就会阻碍腐蚀反应的进行。在反应过程中，硝酸会生成的一氧化氮和二氧化氮，两者与水反应可以生产亚硝酸，尽管亚硝酸的氧化能力弱于硝酸，但亚硝酸在溶液中易脱水为NO+，而NO+具有相当的反应活性。因此亚硝酸的反应速度快于硝酸。因此，本专利技术额外引入亚硝酸，促进反应进程，达到激活的目的。但因亚硝酸的不稳定，因此本专利技术利用亚硝酸盐来代替亚硝酸。附图说明：图1所示为砂浆线切割硅片表面形貌；图2所示为金刚线切割硅片表面形貌；图3所示为砂浆线切割硅片腐蚀量-亚硝酸钠加入量关系图；图4所示为金刚线切割硅片腐蚀量-亚硝酸钠加入量关系图；图5所示为激活前硅片制绒绒面；图6所示为激活后硅片制绒绒面。具体实施方式：为了更好地理解本专利技术，下面用具体实例来详细说明本专利技术的技术方案，但是本专利技术并不局限于此。实施例1配置氢氟酸：硝酸：水=50:234:170，冷却至7-12°反应温度时，90s后砂浆线切割硅片腐蚀量为0.1688g，如说明书附图图5所示。实施例2配置氢氟酸：硝酸：水=50:234:170，冷却至7-12°反应温度时，加入1.4645g亚硝酸钠后，90s后砂浆线切割硅片腐蚀量为0.3100g，如说明书附图图6所示。实施例3配置氢氟酸：硝酸：水=50:234:170，冷却至7-10°反应温度时，90s后金刚线切割硅片腐蚀量为0.1634g。实施例4配置氢氟酸：硝酸：水=50:234:170，冷却至7-10°反应温度时，加入1.5g亚硝酸钠后，90s后金刚线切割硅片腐蚀量为0.3125g。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多晶硅太阳能电池片制绒溶液激活的方法，其特征为：向初配制绒液中加入亚硝酸盐，混合均匀。

【技术特征摘要】
1.一种用于多晶硅太阳能电池片制绒溶液激活的方法，其特征为：向初配制绒液中加入亚硝酸盐，混合均匀。2.根据权利要求1所述的一种用于多晶硅太阳能电池片制绒溶液激活的方法，其特征为，所述的亚硝酸盐为亚硝酸钠、亚硝酸钾中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种用于多晶硅太阳能电池片制绒溶液激活的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩玉杰，刘林华，任日强，高君庆，崔鲁飞，王琦，任现坤，姜言森，
申请(专利权)人：山东力诺太阳能电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37