用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂及其使用方法与流程

    专利查询2025-08-05  19


    本发明涉及一种用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂及其使用方法,属于单晶硅电池片。


    背景技术:

    1、在晶硅太阳能电池片的生产工艺中,背面抛光对其关键性能参数短路电流(isc)、开路电压(voc)、填充因子(ff)等均有积极影响,在提高电池光电转化效率中起着重要作用。对硅片背面进行抛光可以提高背面的平整度,减少光的反射,增加光的透射和吸收,从而提高isc;背面抛光可以改善电池的背面接触性能,减少载流子的复合,从而提高开路电压和填充因子;此外,背面抛光还改善了硅片背面和铝浆的接触,增强了钝化效果,降低背面复合,从而提升电池的整体性能和效率。

    2、目前常用的背面抛光方法主要有酸抛光和碱抛光:

    3、酸抛光通常使用氢氟酸、硝酸、硫酸等强酸性物质作为抛光剂对硅片进行腐蚀,能够有效去除硅片表面的氧化物层和杂质,提高表面的清洁度,但酸抛光的硅片表面反射率低,而且由于酸抛光使用大量酸性物质,药液成本和废液处理成本非常高。

    4、碱抛光能够去除硅表面的坑点和瑕疵,生成平滑的表面,粗糙度更低,这对于提高太阳能电池的光电转换效率非常重要。但碱抛光常存在如下问题:1)碱抛光不彻底会有金字塔残留;2)碱抛光所形成的塔基结构单一,多为方形独立塔基,平整度差,反射率低;3)碱抛光所形成的塔基较小。

    5、本发明的目的是提供一种用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂及其使用方法,以此来取代酸抛光工艺,减少环境污染,同时解决碱抛光过程中的塔基形状单一、平整度差、反射率低、塔基小等问题。


    技术实现思路

    1、为解决现有技术存在的不足,本发明提供了一种制备融合状塔基单晶硅碱抛光添加剂及其使用方法。

    2、为解决上述技术问题,本发明的目的是这样实现的:

    3、本发明所涉及的用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂,由以下百分比的原料组成:促进剂0.1%~3.0%,脱泡剂0.05%~1.0%,缓蚀剂0.1%~3.0%,表面活性剂0.05%~0.5%,余量为去离子水。

    4、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案:所述促进剂是过氧化氢、过碳酸钠、过氧乙酸、过硫酸盐、冠醚中的一种或两种以上的组合。促进剂可以加快碱和硅的反应速度。

    5、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案:所述脱泡剂是聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、葡萄糖、淀粉中的一种或两种以上的组合。脱泡剂可以吸附在单晶硅片表面,降低界面张力,加速反应过程中氢气的脱附,同时易清洗不残留。

    6、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案:所述缓蚀剂是苯甲酸、水解聚马来酸酐、聚丙烯酸钠、乙二胺四乙酸二钠中的一种或者两种以上的组合。缓蚀剂含有较多的羟基、羰基等亲水基团,可以吸附在二氧化硅表面,大幅度降低碱对二氧化硅的腐蚀速率,增大了硅、二氧化硅和碱的反应速率差,使得在碱抛光过程中电池正面的pn结不被破坏,同时电池背面也得到了较好的抛光效果。

    7、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案:所述表面活性剂是十二烷基硫酸钠、烷基糖苷、十二烷基苯磺酸钠、二甲基亚砜中的一种或者两种以上的组合。表面活性剂的疏水基团在溶液中与污垢结合与包覆,亲水基团随水流动,通过乳化作用和润湿作用将污垢从硅片表面分离出来,对固体污垢的粒子有悬浮和分散能力,对硅片有较好的清洗能力。

    8、本发明还涉及用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂的使用方法,包括以下步骤:

    9、s1、配制添加剂:将质量百分含量为0.1%~3.0%的促进剂、0.05%~1%的脱泡剂、0.1%~2.0%的缓蚀剂、0.05%~0.5%的表面活性剂加入到去离子水中,混合均匀配成添加剂;

    10、s2、配制抛光液:将步骤s1制成的添加剂加到碱液中,混合均匀配成抛光液;

    11、s3、利用步骤s2制得的抛光液对硅片背面进行抛光处理。

    12、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案:所述添加剂与碱液的质量比为5~15:100。

    13、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案:所述碱液为naoh溶液或koh溶液,且碱液的质量浓度为45%。

    14、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案:所述抛光处理的温度控制在55~75℃,时间控制在120s~240s。

    15、本发明的有益效果是:本发明所涉及的用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂及其使用方法,通过加入添加剂的碱抛光工艺取代酸抛光工艺,减少环境污染,同时解决碱抛光过程中的塔基形貌单一、平整度过差问题,本发明添加剂在碱抛光过程中可以制备出融合状塔基,提高硅片背面平整度和反射率,同时能够保护硅片正面pn结不被破坏。对硅片内部光有更好的吸收和转换,从而获得高电流。



    技术特征:

    1.用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂,其特征在于,由以下百分比的原料组成:促进剂0.1%~3.0%,脱泡剂0.05%~1.0%,缓蚀剂0.1%~3.0%,表面活性剂0.05%~0.5%,余量为去离子水。

    2.根据权利要求1所述的用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂,其特征在于,所述促进剂是过氧化氢、过碳酸钠、过氧乙酸、过硫酸盐、冠醚中的一种或两种以上的组合。

    3.根据权利要求1所述的一种用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂,其特征在于,所述脱泡剂是聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、葡萄糖、淀粉中的一种或两种以上的组合。

    4.根据权利要求1所述的用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂,其特征在于,所述缓蚀剂是苯甲酸、水解聚马来酸酐、聚丙烯酸钠、乙二胺四乙酸二钠中的一种或者两种以上的组合。

    5.根据权利要求1所述的用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂,其特征在于,所述表面活性剂是十二烷基硫酸钠、烷基糖苷、十二烷基苯磺酸钠、二甲基亚砜中的一种或者两种以上的组合。

    6.用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:

    7.根据权利要求6所述的用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂的使用方法,其特征在于,所述添加剂与碱液的质量比为5~15:100。

    8.根据权利要求6所述的用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂的使用方法,其特征在于,所述碱液为naoh溶液或koh溶液,且碱液的质量浓度为45%。

    9.根据权利要求6所述的用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂的使用方法,其特征在于,所述抛光处理的温度控制在55~75℃,时间控制在120s~240s。


    技术总结
    本发明公开了用于制备融合状塔基的单晶硅碱抛添加剂及其使用方法,按重量百分比,包括有以下组分:促进剂0.1%~3.0%,脱泡剂0.05~1.0%,缓蚀剂0.1~2.0%,表面活性剂0.05~0.5%,余量为去离子水。本发明添加剂应用于碱抛工艺中可以获得具有“融合状”结构的塔基,相比于传统的酸抛光工艺,减少了环境污染,同时该添加剂在碱抛光过程中可以提高硅片背面抛光效果,提高硅片背面平整度,增强了背面钝化效果,可以得到更高的反射率和更大的塔基,进而提升效率。

    技术研发人员:王玉怡,丁晨,郑建华,张杨,彭琴玮
    受保护的技术使用者:浙江纪堂科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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