单晶硅表面处理用的制绒添加剂、制绒剂以及单晶硅表面制绒的方法技术

本发明专利技术涉及单晶硅片制绒剂技术领域，公开了单晶硅表面处理用的制绒添加剂，按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.01‑1.0％，聚萘甲醛磺酸钠0.0001‑0.01％，聚乙二醇0.2‑4％，二乙二醇丁醚1.5‑5％，全氟己基磺酸钾1.5‑2.5％，二乙基辛酸钠0.1‑5％，水82‑96％。还公开了单晶硅表面处理用的制绒剂，将上述制绒添加剂加入到1％‑2％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，在20‑80℃的温度下混合均匀，其中制绒添加剂与碱溶液的质量比为(1‑5):100。还公开了单晶硅表面制绒的方法：将单晶硅片预先处理；将预处理后的单晶硅片浸入制绒剂中进行制绒，制绒温度为70‑90℃，制绒时间为300‑1200s。使用本发明专利技术的制绒添加剂和制绒剂处理后的单晶硅表面达到良好的制绒效果，绒面大小可控，出绒率高，反射率低，片面洁净，制绒剂使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
单晶硅表面处理用的制绒添加剂、制绒剂以及单晶硅表面制绒的方法
本专利技术涉及单晶硅片制绒剂
，尤其涉及单晶硅表面处理用的制绒添加剂、制绒剂以及单晶硅表面制绒的方法。
技术介绍
在单晶硅太阳能的制备工艺中，为了提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率，经常利用碱溶液对各个晶面腐蚀速度的不同，在硅片表面形成类似“金字塔”状的绒面，这样可以有效增强硅片对入射光的吸收，提高光生电流密度。理想质量的绒面应该是金字塔大小均匀，相邻金字塔之间没有间隙，既可以获得低的表面反射率，又有利于太阳能电池的后续制作工艺。在实际应用中，有些太阳能企业需要的是大尺寸的金字塔绒面，有些企业偏向的是小尺寸的金字塔绒面，在工艺基本不变的情况下，制绒剂需要做到对金字塔的大小有很好的控制，来配合后续工艺，得到更好的电池效率。理想质量绒面的形成，受诸多因素的影响，如碱液浓度，原材料的特性，制绒液的组成，各组分的含量，温度等。目前研究较多的是碱液浓度，相同时间内，碱液浓度越高，金字塔体积越大，制绒液的腐蚀性也随碱液浓度的提升而增强，金字塔体积更大。如中国专利申请号为CN201610738890.5的专利技术专利，包括碱溶液和单晶硅片制绒添加剂，制绒添加剂与碱溶液的质量比为0.2～5:100，但是当碱液的浓度超过一定的界限，溶液的腐蚀力度过强，绒面形成反而变差，甚至出现类似“抛光”的效果。所以需要从制绒剂的层面来调节金字塔的大小。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中绒面尺寸小且不可控、制绒率低等缺点，提供了一种单晶硅表面处理用的制绒添加剂、制绒剂以及单晶硅表面制绒的方法，使用该制绒添加剂和制绒剂，可以使单晶硅表面达到良好的制绒效果，绒面大小可控，出绒率高，反射率低，片面洁净，制绒剂使用寿命长。为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：单晶硅表面处理用的制绒添加剂，该添加剂按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.01-1.0％，聚萘甲醛磺酸钠0.0001-0.01％，聚乙二醇0.2-4％，二乙二醇丁醚1.5-5％，全氟己基磺酸钾1.5-2.5％，二乙基辛酸钠0.1-5％，水82-96％。作为优选，该添加剂按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.02-0.08％，聚萘甲醛磺酸钠0.0001-0.001％，聚乙二醇1-3％，二乙二醇丁醚2-4％，全氟己基磺酸钾1.5-2％，二乙基辛酸钠0.1-4％，水86-95％。作为优选，该添加剂按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.05％，聚萘甲醛磺酸钠0.0001％，聚乙二醇1.3％，二乙二醇丁醚3.5％，全氟己基磺酸钾1.5％，二乙基辛酸钠0.26％，余量为水。单晶硅表面处理用的制绒剂，包括上述任意一项的制绒添加剂，还包括碱溶液，制绒添加剂与碱溶液的质量比为(1-5):100，其中碱溶液为1％-2％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液。作为优选，制绒剂的制备方法包括以下步骤：在20-80℃的温度下，将制绒添加剂与碱溶液混合均匀。单晶硅表面制绒的方法，包括以下步骤：步骤1：将单晶硅片预先处理；步骤2：将预处理后的单晶硅片浸入权利要求5或6或7制得的制绒剂中进行制绒，制绒温度为70-90℃，制绒时间为300-1200s。作为优选，步骤1中的预处理过程为：第一步，将单晶硅片放入无水乙醇中超声8-18分钟，用去离子水清洗干净；第二步，将单晶硅片放入丙醇中超声8-18分钟，用去离子水清洗干净；第三步，将单晶硅片放入异丙醇中超声8-18分钟，用去离子水清洗干净。作为优选，制绒温度为78-80℃，制绒时间为900-1200s。本专利技术在不改变碱量，温度和反应时间的基础上通过二乙基辛酸钠的加入，来改善溶液活性，来提高反应速率。众所周知，单晶硅与溶液反应过程包括5个步骤：(1)OH-扩散到硅片表面(2)硅片吸附OH-和其他物质(3)发生硅的氧化反应(4)生成物从硅片表面脱附(5)生应物扩散到溶液中。碱量可以增大OH-浓度，从而提高反应速率，温度可以直接提高OH-的移动速率，加快吸附和脱附过程，时间越长就反应越久，刻蚀量也就越大，但并不改变反应速率，整体都是在金字塔成核以后，通过促进金字塔的生长来达到增大尺寸的目的。二乙基辛酸钠是表面活性剂的一种，因其碳链不长，本身降低溶液表面张力的作用不是很强，不如12个碳链以上的表面活性剂，但是其在溶液中的移动速率却比长链(如12个碳链以上的表面活性剂)大，在硅片吸附OH-和其他物质(如全氟己基磺酸钾)时，能够起到加快全氟己基磺酸钾的吸附和脱附的过程，全氟己基磺酸钾本身虽然碳链短，移动速度也快，但是氟离子的极性超强，较难脱附，二乙基辛酸钠可以与全氟己基磺酸钾结合达到较快脱附的目的，从而加快反应速率，让成核后的金字塔更快的生长来达到增大金字塔尺寸的目的。二乙基辛酸钠在78℃的制绒温度下活性达到最高，再通过适当的制绒时间，会达到最好的制绒效果，制得的单晶硅片的性能最好。本专利技术由于采用了以上技术方案，具有以下显著的技术效果：(1)本专利技术发现只需在配方中添加少量的二乙基辛酸钠即可改变制绒过程中绒面大小，具体表现绒面在原有基础上增大0.5-1μm。(2)使用本专利技术的制绒添加剂和制绒剂处理后的单晶硅，表面达到良好的制绒效果，绒面大小可控，出绒率高。(3)使用本专利技术的制绒添加剂和制绒剂处理后的单晶硅反射率低，片面洁净，制绒剂使用寿命长。附图说明图1是本专利技术对比例1处理后的单晶硅片的扫描电子显微镜检测图。图2是本专利技术实施例1处理后的单晶硅片的扫描电子显微镜检测图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步详细描述。对比例1单晶硅表面处理用的制绒添加剂，由以下重量百分比组成：木质素磺酸钠0.05％，聚萘甲醛磺酸钠0.0001％，聚乙二醇1.3％，二乙二醇丁醚3.5％，全氟己基磺酸钾1.5％，余量为水。将上述制绒添加剂加入到1.5％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，在20℃的温度下混合均匀，其中制绒添加剂与碱溶液的质量比为1:100，得到单晶硅表面处理用的制绒剂。单晶硅表面制绒的方法，包括以下步骤：步骤1：将单晶硅片预先处理，预处理过程为：第一步，将单晶硅片放入无水乙醇中超声8分钟，用去离子水清洗干净；第二步，将单晶硅片放入丙醇中超声8分钟，用去离子水清洗干净；第三步，将单晶硅片放入异丙醇中超声8分钟，用去离子水清洗干净。步骤2：将预处理后的单晶硅片浸入上述制得的制绒剂中进行制绒，制绒温度为78℃，制绒时间为900s。实施例1单晶硅表面处理用的制绒添加剂，由以下重量百分比组成：木质素磺酸钠0.05％，聚萘甲醛磺酸钠0.0001％，聚乙二醇1.3％，二乙二醇丁醚3.5％，全氟己基磺酸钾1.5％，二乙基辛酸钠0.26％，余量为水。将上述制绒添加剂加入到1.5％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，在20℃的温度下混合均匀，其中制绒添加剂与碱溶液的质量比为1:100，得到单晶硅表面处理用的制绒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.单晶硅表面处理用的制绒添加剂，其特征在于：该添加剂按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.01-1.0％，聚萘甲醛磺酸钠0.0001-0.01％，聚乙二醇0.2-4％，二乙二醇丁醚1.5-5％，全氟己基磺酸钾1.5-2.5％，二乙基辛酸钠0.1-5％，水82-96％。/n

【技术特征摘要】
1.单晶硅表面处理用的制绒添加剂，其特征在于：该添加剂按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.01-1.0％，聚萘甲醛磺酸钠0.0001-0.01％，聚乙二醇0.2-4％，二乙二醇丁醚1.5-5％，全氟己基磺酸钾1.5-2.5％，二乙基辛酸钠0.1-5％，水82-96％。


2.根据权利要求1所述的单晶硅表面处理用的制绒添加剂，其特征在于：该添加剂按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.02-0.08％，聚萘甲醛磺酸钠0.0001-0.001％，聚乙二醇1-3％，二乙二醇丁醚2-4％，全氟己基磺酸钾1.5-2％，二乙基辛酸钠0.1-4％，水86-95％。


3.根据权利要求2所述的单晶硅表面处理用的制绒添加剂，其特征在于：该添加剂按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.05％，聚萘甲醛磺酸钠0.0001％，聚乙二醇1.3％，二乙二醇丁醚3.5％，全氟己基磺酸钾1.5％，二乙基辛酸钠0.26％，余量为水。


4.单晶硅表面处理用的制绒剂，其特征在于：包括权利要求1-3中任意一项的制绒添加剂。


5.根据权利要求4所述的单晶硅表面处理用的制绒剂，其特征在于：还包括碱溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李然，范云堂，程寒松，闫缓，
申请(专利权)人：杭州聚力氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33