制绒添加剂专利初稿

一种单晶硅制绒添加剂的制备
发明名称
一种单晶硅制绒添加剂的制备
摘要
本发明为一种单晶硅片制绒添加剂，应用于光伏太阳能电池的生产制备。

本发明制绒添加剂的组成物质为：去离子水、绒面刻蚀剂、络合剂、绒面缓冲剂澄清处理糖蜜、表面活性剂组成及少量消泡组成。

把所有组成成分有效混合后经过长时间加热回流、冷却及过滤之后制得单晶硅太阳能电池制绒催化剂。

使用本发明制绒添加剂按照制绒液需用量的0.5%~1.2%添加到碱性制绒液中制绒时，能得到均匀的金字塔状绒面，降低硅片表面的反射率，从而提高了电池的光电转换效率，本发明制得的制绒添加剂在制绒时工艺操作简单，制绒后的效果好且稳定，而且使用周期和存放时间长，有效降低了硅电池基片的制绒生产成本。

权利要求书
1、一种单晶硅制绒添加剂的制备及其用法，其特征在于：该单晶硅制绒添加剂
由去离子水、绒面刻蚀剂、络合剂、澄清处理后的糖蜜、表面活性剂及消泡剂组成。

在高纯水中绒面刻蚀剂的含量为3%~5%，络合剂在溶液中的含量为10%~22%，澄清处理糖蜜的含量为8%~15%，表面活性剂的浓度为1%~8%，消泡剂的含量为0.8%~3%。

其中络合剂主要有氨三乙酸钠(N TA) ，糖蜜主要为甜菜糖蜜，氟表面活性剂主要为全氟聚乙烯醚等。

2、一种单晶硅制绒添加剂的制备及其用法，其特征在于该类添加剂的组成物质
有效混合之后在温度为75℃~85℃的容器中加热回流8h~12h，经冷却后高效过滤而制得。

3、根据权利要求1所述的一种单晶硅制绒添加剂的制备，其特征在于：所述的
去离子水为电导率小于电阻率大于12.5M. 的高纯水。

4、根据权利要求1所述的一种单晶硅制绒添加剂的制备，其特征在于：所述的
绒面刻蚀剂主要为氢氧化钠或该物质与碳酸氢钠的混合物。

5、根据权利要求1所述的一种单晶硅制绒添加剂的制备，其特征在于：所述的
络合剂主要有氨三乙酸钠(N TA) 、乙二胺四乙酸盐(EDTA）、庚糖酸盐、聚丙烯酸( PAA)、聚羟基丙烯酸的一种或者多种物质的混合物。

6、根据权利要求1所述的一种单晶硅制绒添加剂的制备，其特征在于：所述的
缓冲剂包括大豆、甜菜、澄清处理后的糖蜜中的一种或者两种混合物。

7、根据权利要求1所述的一种单晶硅制绒添加剂的制备，其特征在于：所述的
表面活性剂由烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、丙二醇嵌段聚醚，氟表面活性剂（全氟烷基季胺碘化物）的一种或多种混合组成。

8、根据权利要求1所述的一种单晶硅制绒添加剂的制备，其特征在于：所述的
消泡剂由聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅、聚硅氧烷消泡剂的一种或者多种混合组成。

9、根据权利要求1至7所述的一种单晶硅制绒添加剂的制备，其特征在于：所
述添加剂的最优配方组分浓度为：
绒面刻蚀剂：3.7%~4.2%
络合剂：13%~18%
糖蜜：10%~13%
表面活性剂：2%~6%
消泡剂：1.5%~2.4%
在余外添加入6%的异丙醇。

说明书
技术领域
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池生产制绒工艺的技术领域，特别是一种单晶硅太阳能电池制绒的添加剂。

技术背景
1、通过在硅片表面形成金字塔状的绒面，一是增大硅片表面吸收光能的有效面
积；二是利用陷光原理，改变光的传播路径，实现对光照的多次重复吸收，从两个方面来增大光电转换效率。

2、目前常规太阳能电池生产工艺流程为：原料硅片清洗制绒-高温扩散（液态
扩散）-去磷硅玻璃（去PSG）-沉积减反射膜（PECVD）-丝网印刷背电极-丝网印刷正电极-烘干-烧结从而得到完整电池片的生产过程。

3、硅片表面的制绒有机械制绒和化学制绒，当前最普遍的是采用化学制绒的方
法来实现金字塔状的绒面结构。

其中主要的制绒液也分为两大类；碱系制绒液和酸系制绒液，本次实验只要研究在碱系制绒液的基础上，添加一些辅助性材料或者试剂—制绒添加剂来优化它的制绒效果。

这项研究是针对当前氢氧化钠和异丙醇制绒液中含有有毒、易挥发、价格昂贵的缺点，来研究一种无醇、低成本的晶硅制绒添加剂，更好地降低成本和制绒效果。

发明内容
本发明的目的在于使用一种全新的无醇制绒添加剂，使其在制绒过程中减少对人员的伤害、环境的污染及资源的浪费，并使其单晶硅片制绒后金字塔状的绒面均匀，降低硅片的反射率，从而提高太阳能电池的光电转换效率。

为了达到上述目的，本发明提供的一种无醇制绒添加剂应用于单晶硅片制绒时，添加0.5%~1.2%到以氢氧化钠或氢氧化钾为主的制绒液中，经过适当的温度和时间制绒后，便得到绒面均匀和反射率低的金字塔状绒面。

从而降低了太阳能电池的生产成本。

3.本发明可通过以下技术方案得以实现：
一种单晶硅制绒添加剂，该添加剂由去离子水、络合剂、澄清处理后的糖蜜、表面活性剂及少量消泡剂配制组成，其浓度分别为3%~5%、10%~22%、8%~15%、1%~8%，0.8%~3%，把上述组成成分的物质配制到去离子水中形成溶液，使用全回流装置加温回流8~12个小时，待冷却分离提纯后制得。

1、上述制备方法中，所述的去离子水为电阻率大于7Ω.M的高纯水。

2、上述制备方法中，所述的绒面刻蚀剂主要为氢氧化钠或该物质与碳酸氢钠的混合物。

2、上述制备方法中，所述的络合剂主要有氨三乙酸钠(N TA) 、乙二胺四乙酸盐
( EDTA）、庚糖酸盐、聚丙烯酸( PAA)、聚羟基丙烯酸组成。

3、上述制备方法中，所述的缓冲剂包括大豆、甜菜、澄清处理后的糖蜜中的一种或者两种混合物。

4、上述制备方法中，所述的表面活性剂由烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、丙二醇嵌段聚醚，氟表面活性剂（全氟烷基季胺碘化物）的一种或多种混合组成。

5、上述制备方法中，所述的消泡剂由聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅、聚硅氧烷消泡剂的一种或者多种混合组成。

6、所述添加剂最优配方组分浓度为：绒面刻蚀剂：3.7%~4.2%；络合剂：13%~18%糖蜜：10%~13%；表面活性剂：2%~6%；消泡剂：1.5%~2.4%；在余外添加入6%的异丙醇。

7、使用本发明制绒添加剂按照制绒液需用量的0.5%~1.2%添加到碱性制绒液中制绒时，能得到均匀的金字塔状绒面。

8、本发明的用途和优点在于：
本发明用在单晶硅片表面制绒，具有制绒时间短，金字塔状绒面均匀，制绒重复性好，电池片转换效率高，和化学品消耗少及成本低的优点。

具体实施方式
本具体实施方式采用以下方案：它应用于单晶硅片的绒面制作时不需要添加有毒易污染的异丙醇也可以得带均匀、密集、合适的绒面结构和反射率在400~1100nm的波长范围内平均值在8.5%以下。

下面结合具体实施实例对本发明作进一步描述
实施例1
用总量为76.2ml的高纯水，逐次有效地溶解3g氢氧化钠；6g氨三乙酸钠、4g聚丙烯酸；再向其中加入8g澄清处理后的糖蜜；1g烷基酚聚氧乙烯醚和1g脂肪醇聚氧乙烯醚；0.8g聚二甲基硅氧烷配制成制绒添加剂原液，经加热到72℃回流4h，待冷却之后过滤处理后制得单晶硅无醇制绒添加剂，在将改添加剂添加0.8%的量到含氢氧化钠为1%的碱性制绒液配制成1000g的制绒剂。

最后使用单晶硅片进行分批次的制绒实验，其实验过程的温度控制在73℃，时间为900s，待制绒完毕对硅片进行清洗烘干后，用显微镜和分光光度计测试每个批次制绒后硅片的绒面情况和反射效果，每个批次制绒之后平均结果为绒面金字塔状的尺寸大约为1~3.5μm，且金字塔绒面排列密集无间断、大小均与，对可见光波长在900~1100nm的反射率均小于8.5%。

实施例2
用总量为67.5ml的高纯水，逐次有效地溶解4g氢氧化钠；3g氨三乙酸钠、2g乙二胺四乙酸盐、5g聚丙烯酸；再向其中加入12g澄清处理后的糖蜜；2g烷基酚聚氧乙烯醚和1g脂肪醇聚氧乙烯醚、2g丙二醇嵌段聚醚；1.5g聚醚改性硅配制成制绒添加剂原液，经加热到78℃回流6h，待冷却之后过滤处理后制得单晶硅无醇制绒添加剂，在将改添加剂添加1.0%的量到含氢氧化钠为1.2%的碱性制绒液配制成1000g的制绒剂。

最后使用单晶硅片进行分批次的制绒实验，其实验过程的温度控制在75℃，时间为1200s，待制绒完毕对硅片进行清洗烘干后，用显微镜和分光光度计测试每个批次制绒后硅片的绒面情况和反射效果，每个批次制绒之后平均结果为绒面金字塔状的尺寸大约为1~3.2μm，且金字塔绒面排列密集无间断、大小均与，对可见光波长在900~1100nm的反射率均小于8.2%。

实施例3
用总量为46ml的高纯水，逐次有效地溶5g氢氧化钠；8g氨三乙酸钠、5g乙二胺四乙酸盐、5g聚丙烯酸、5g庚糖酸盐；再向其中加入15g澄清处理后的糖蜜；2g烷基酚聚氧乙烯醚和、2g脂肪醇聚氧乙烯醚、4g全氟烷基季胺碘化物；1.5g聚醚、1.5g聚醚改性硅改性硅配制成制绒添加剂原液，经加热到80℃回流6h，待冷却之后过滤处理后制得单晶硅无醇制绒添加剂，在将改添加剂添加1.0%的量到含氢氧化钠为1.2%的碱性制绒液配制成1000g的制绒剂。

最后使用单晶硅片进行分批次的制绒实验，其实验过程的温度控制在78℃，时间为1500s，待制绒完毕对硅片进行清洗烘干后，用显微镜和分光光度计测试每个批次制绒后硅片的绒面情况和反射效果，每个批次制绒之后平均结果为绒面金字塔状的尺寸大约为1~3.0μm，且金字塔绒面排列密集无间断、大小均与，对可见光波长在400~1100nm的反射率均小于8.0%。