制绒添加剂对太阳能电池效率的影响3
晶体硅太阳能电池制绒工艺培训
制绒工艺培训
单晶制绒添加剂
主要用途：为单晶硅湿法腐蚀添加剂，通过改变单晶硅腐
蚀中各向异性因子和药液活性，能有效改善太阳能电池片制 程中单晶制绒的工艺效果。
具体效用如下： ➢ 制绒时间短，可提高生产效率； ➢ 绒面大小可调节，从而实现精准受控； ➢ 提高金字塔成核密度，降低反射率，从而提升转换效率； ➢ 金字塔尺寸细小均匀，可显著改善扩散方块电阻，大大减 少铝苞产生几率；
添加剂：降低硅表面张力，促进氢气泡的释放，使金字塔
更加均匀一致。增加溶液的粘稠度，减弱NaOH溶液对硅片的 腐蚀力度，增强腐蚀的各向异性。
HF酸：去除硅的氧化物，使硅片更易脱水 HCL酸：去除金属离子
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单晶制绒过程中影响因素
1.碱液浓度 2.溶液的温度 3.制绒腐蚀时间的长短 4.无水乙醇的浓度 5.添加剂的浓度 6.制绒槽内硅酸钠的累积量 7.槽体密封程度、无水乙醇的挥发程度
制绒目的
因为光在非垂直入射至硅表面，会发生反射现象，为了 降低光反射，增强光吸收，需要在硅表面形成绒面，减少光 的反射率，提高短路电流（Isc），最终提高电池的光电转换 效率。
为什么降低反射会增加光的吸收？ 因为需要满足能量守恒定律： 光反射＋光吸收＋光透射＝光总能量
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陷光原理
陷光原理就是指使入射光进行二次或者多次反射，从而减 少反射率。
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单晶制绒添加剂
➢ 拓宽工艺窗口，制绒过程对NaOH和IPA的浓度敏感性降 低，工艺温度范围广，对制绒槽的温度均匀性要求降低，对 设备精度依赖性显著降低，75-80℃均可制出优良绒面； ➢ 显著减少制绒腐蚀量，可降低硅片翘曲度，减少碎片； ➢ 降低70%的化学品用量，降低了电池制造成本； ➢ 对原硅片要求降低，增大了硅片厂商的选择范围； ➢ 制绒过程稳定可靠，员工操作简便，更适合于自动化制绒 机操作； ➢ 溶液不会增加额外的污染，对人体无毒无害，与其它溶剂 可混合，无干扰作用。
多晶硅太阳电池绒面反射率的研究
多晶硅太阳电池绒面反射率的研究许礼;王丽婷【摘要】主要研究多晶硅片在未加缓蚀剂的酸腐蚀溶液中制绒后,绒面反射率对电池片效率的影响;用RENA制绒机自带反射仪对硅片绒面反射率进行检测,用3D显微镜对多晶硅片绒面的形貌进行观察和检测分析.实验过程中,按照工业生产的实际模型,确定了多晶硅片制绒后,绒面的最佳反射率范围是18.0％～ 18.5％,合理范围是18％～ 19％;并分析了绒面反射率影响电池片效率的原因.【期刊名称】《太阳能》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P44-47)【关键词】多晶硅;制绒绒面;反射率;电池片效率【作者】许礼;王丽婷【作者单位】中节能太阳能科技(镇江)有限公司;中节能太阳能科技(镇江)有限公司【正文语种】中文0 引言近年来，为提高多晶硅太阳电池的转换效率，一种简单又重要的方法是在硅片表面进行修饰，形成绒面结构，入射光在硅片表面经过多次反射增加了光的吸收，同时吸收的众多光子在p-n结附近生成更多的光生载流子。
硅片表面绒面的形成增加了p-n结的面积，从而可提高短路电流，效率也会相应提高。
但太阳电池片表面的织构化也增加了光生载流子的表面复合速率。
目前，多晶硅形成绒面结构的方法有物理方法和化学方法。
物理方法有：激光刻槽[1,2]、机械刻槽[3]和酸腐蚀制绒[4,5]、反应离子体刻蚀[6-8]。
但是这些方法在实际生产中成本较高、可行性较差。
因此，可利用化学酸腐蚀法在硅片表面形成大小各异、凹凸不平的众多腐蚀坑。
硅片表面腐蚀坑的大小和深度的差异导致硅片表面反射率不同。
因此，反射率可作为评价绒面好坏的一个标准。
硅片表面的反射率是影响太阳电池效率的一个重要因素，通过工艺的优化可有效降低硅片表面的反射率，从而提高电池片效率。
1 实验方案与材料1.1 实验材料实验选用市场在售硅片，硅片面积为156 mm×156 mm，电阻率为1～3 Ω·cm，厚度为200±20 μm；采用RENA制绒机进行酸腐蚀制作绒面；用千分之一天平检测硅片的减重；采用3D显微镜观察硅片腐蚀后绒面的形貌；用RENA自带反射率测试仪(型号：1.0.9.0)测定硅片绒面的反射率；采用热扩散炉进行扩散形成p-n结；用刻蚀机去除硅片表面磷硅玻璃和硅片边缘p-n结；用管式等离子CVD炉进行减反射膜的制备；丝网印刷机进行丝网印刷。
多晶制绒添加剂（第三代）
多晶制绒添加剂（第三代）单晶制绒添加剂的成功应用，激起电池厂对多晶制绒添加剂的期待，但是由于多晶制绒和单晶制绒原理的差异，单晶制绒添加剂的成功并没有给多晶制绒添加剂提供好的基础。
原因是单晶制绒添加剂的核心是表面活性剂，这种东西对溶液的pH值较为敏感，不同的pH条件下，性能表现差异很大，有些在碱里具有优良的性能表现，但到了酸里性能就会大大下降，甚至发生分解；加之，多晶制绒酸液为HNO3/HF体系，这是一个强氧化性、强酸性的体系，能够适应这种环境的表面活性剂，真可谓要千挑万选。
下面聊一聊目前市面上主流的几款多晶制绒添加剂产品，目前来看，市面上的多晶制绒添加剂大致可分为以下三种：（1）电离平衡型：利用弱酸或者附加氧化剂，利用电离平衡原理，控制制绒液中H+浓度或NO2-浓度，一般为抑制作用，通过降低反应速度速度的方式来提高绒面均匀性，这些物质可以是CH3COOH、H3PO4和H2SO4等。
（2）表面张力型：利用表面活性剂能降低制绒液表面张力，提高制绒液在硅片表面的铺展性，从而使制绒反应更加均匀；代表企业有：三峰、润阳（3）有机模板型：利用表面活性剂在硅片表面的吸附特性，表面活性剂在改善绒面均匀性的同时起到模板剂的作用，形成大绒面嵌套小绒面的复式绒面；代表企业有：时创、道乐、合德丰。
三种多晶制绒添加剂的优劣对比见下表：多晶制绒添加剂有机模板型表面张力型电离平衡型工作原理表面活性剂吸附在硅片表面，起到模板作用和改善制绒降低液体表面张力，改善制绒液在硅片表面的铺展性能添加剂缓冲剂，降低制绒酸液的电离速度，通过控制反应速液在硅片表面的铺展性能度，提高绒面均匀性。
绒面特点绒面均匀、晶界模糊、具有大绒面嵌套小绒面的复式结构绒面均匀绒面均匀亲疏水性非常亲水疏水疏水减反射效果反射率降幅3%~5% 反射率降幅＜3% 反射率降幅＜2%效率提升约0.1% 不稳定没有显著效果点评：上述三种类型的添加剂中，“电离平衡型”利用的是弱酸的缓蚀机理，通过降低反应速率来提高绒面均匀性；基本上没有什么使用价值，因为这种方式会造成产能降低，其绒面改善效果也非常有限；“表面张力型”对PE色差有一定程度的改善，但是对效率提升不明显；“表面吸附型”是目前最具潜力的多晶制绒添加剂种类，但也是开发难度最大的一个品种。
制绒催化剂介绍
操作简便 重复性好
生产效率高
制绒时间短（720-900s） ）
成品率高
制绒返工率极低
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特点和优势（生产） 特点和优势（生产）
减少IPA引起的废水处理费用 可节约银浆10%左右 提高成品率，降低碎片率，降低综合生产成本 提升制绒设备生产能力，降低设备精度要求， 大幅节约设备成本
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工艺稳定 对原硅片要求低
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最终对电池片的效果
提高成品率
提升 短路 电流
增大 填充 因子
提高电 池转换 效率
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单晶硅太阳电池
制绒催化剂
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制绒过程中哪些问题正困扰着您？ 制绒过程中哪些问题正困扰着您？
表面 洁净度 腐蚀 克重
硅片的制绒腐蚀量
单晶硅制绒液配方
单晶硅制绒液配方单晶硅制绒液是一种用于制作太阳能电池的关键材料，其性能直接影响到太阳能电池的效率和寿命。
为了获得高效的太阳能电池，需要优化单晶硅制绒液的配方。
本文将介绍单晶硅制绒液的组成、配方优化方法以及常见问题及解决方法。
一、单晶硅制绒液组成单晶硅制绒液主要由以下几种成分组成：1.硝酸铜：用于蚀刻硅片表面，形成纹路。
2.氢氟酸：用于去除硅片表面氧化层，加速蚀刻速度。
3.过氧化氢：用于去除有机物残留和清洗表面。
4.乙二胺四乙酸（EDTA）：用于络合铜离子，防止其在溶液中被还原。
5.聚乙二醇（PEG）：用于控制蚀刻速度和改善纹路形貌。
6.异丙醇：用于调节溶液的粘度和表面张力，改善纹路形貌。
7.去离子水：作为基本溶剂，用于稀释其他成分。
二、单晶硅制绒液配方优化方法单晶硅制绒液的配方优化是一个复杂的过程，需要考虑多种因素。
以下是一些常见的优化方法：1.控制蚀刻速度：蚀刻速度对纹路形貌和深度有着重要影响，过快或过慢都会导致不良效果。
可以通过调节EDTA和PEG的浓度、氢氟酸和硝酸铜的浓度来控制蚀刻速度。
2.改善纹路形貌：纹路形貌对太阳能电池的效率有着重要影响，需要尽可能地降低表面缺陷和裂纹。
可以通过调节异丙醇、PEG和氢氟酸的浓度来改善纹路形貌。
3.提高溶液稳定性：单晶硅制绒液容易受到温度、光照和空气中杂质等因素的影响而失去稳定性。
可以通过添加抗氧化剂、防腐剂等成分来提高溶液稳定性。
4.减少污染：污染会导致太阳能电池效率下降，因此需要尽可能减少溶液中的有机物、离子等污染物。
可以通过使用高纯度的化学试剂和净化设备来减少污染。
三、常见问题及解决方法1.蚀刻速度过快或过慢：如果蚀刻速度过快，会导致纹路深度不均匀和表面裂纹；如果蚀刻速度过慢，会导致纹路形貌不良。
可以通过调节EDTA和PEG的浓度、氢氟酸和硝酸铜的浓度来控制蚀刻速度。
2.纹路形貌不良：如果纹路形貌不良，会导致太阳能电池效率下降。
可以通过调节异丙醇、PEG和氢氟酸的浓度来改善纹路形貌。
单晶硅制绒添加剂
单晶硅制绒添加剂公司简介杭州晶研能源有限公司坐落于美丽富饶的长三⾓中⼼城市——杭州，是⼀家销售太阳能光伏产品及其辅材的⾼科技公司。
晶研能源作为新能源和环保技术的倡导者，致⼒于⾼效、清洁太阳能电池技术及相关辅材的研发。
公司拥有⼀⽀20 ⼈的研发队伍，70%的研发⼈员具有博⼠学位，1/3 的博⼠具有在国际⼤企业的⼯作经验，与美国、⽇本、德国及国内多家科研院所建⽴了多⽅⾯的技术合作。
雄厚的技术⼒量确保了产品的质量和技术的领先优势。
公司已经成功开发的产品有单晶硅湿法制绒添加剂、硅⽚⾼效清洗剂等，并已成功推向市场，受到⼴⼤⽣产企业的认可。
公司将以不懈的努⼒、不断的技术创新为您提供⾼品质的产品和服务，与您⼀同创造和分享光伏产业的辉煌。
联系⼈：张先⽣联系电话：0571-******** 传真：0571-******** ⼿机：186********产品名称单晶硅制绒添加剂JY-106S产品功效良好的去污能⼒υ绒⾯⼤⼩可调，⾦字塔尺⼨1-3 微⽶υ提⾼⾦字塔形核密度υ减少制绒腐蚀量υυ降低反射率υ制绒时间短υ制绒过程稳定性好，操作简单改善扩散⽅阻均匀性υ减少铝包产⽣的⼏率υ降低硅⽚翘曲度，减少碎⽚υ降低70%的化学品⽤量，降低电池制造成本以及环境污染υ产品应⽤⽰例以下两图分别为使⽤JY-106S制得的单晶硅绒⾯及不同⼚家添加剂制得的绒⾯的反射率对⽐：我们公司试⽤过该公司的JY106S产品，效果确实⽐⼤远和时创的要好很多，最主要的是价格相对便宜，他们的服务业不错的。
在此向⼤家推荐⼀下。
JY-106S由表⾯成核剂、绒⾯缓蚀剂、⽓体脱除剂、表⾯去污剂等复配⽽成，具有良好的清洗和制绒效果，绒⾯⼩且均匀。
初始配液时只需添加0.6%左右，后续每个批次也只需补加20-30ml，⼀般情况下可以400篮左右才换液。
⾄于是否⽆醇，根据电池⼚家实际使⽤效果来说已不重要。
根据我们的经验，以160L 的槽为例，使⽤JY-106S以后异丙醇的使⽤量⼩于0.5%，对于成本及排液来说影响很⼩。
晶硅制绒技术 卢菁
添加部分亚硝酸钠的制绒液，反射率27.8%。
完全用亚硝酸钠代替硝酸的制绒液，反射率23.5%。 但是反应速度过慢，所以实际生产中并不采用此方 案。
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电池工艺原理
硝酸、亚硝酸和亚硝酸钠对反应的影响关系
电池工艺原理
添加剂用于解决制绒中出现的两个问题：
a)反应过快所导致的绒面被破坏;
b)绒面不均匀。
常用添加剂： 醋酸、水、磷酸、硫酸、亚硝酸钠、各种有机醇类。
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电池工艺原理
2.1.1 水和醋酸对制绒的影响
c d
注：E值反应所释放的吉布斯自由能，E>0 释放吉布斯自由能，E<0 吸收吉布 斯自由能反应；化学反应朝着生成物质吉布斯自由能最小的方向进行，因此E 越大，反应越剧烈，反应越容易进行。
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电池工艺原理
黑色线为制绒后硅片的反射率光谱曲线。
图中黑色线为制绒后再沉积 SiNx:H 薄膜的反 射光谱线。
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电池工艺原理
腐蚀速率的决定因素： a) 腐蚀液流至被腐蚀物表面的移动速 率； b) 腐蚀液与被腐蚀物表面产生化学反 应的反应速率； c) 生成物从被腐蚀物表面离开的速率。
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