CN115820256B - 用于提升太阳能电池绒面均匀性的添加剂及其使用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于提升太阳能电池绒面均匀性的添加剂及其使用工艺，添加剂由以下组分组成：1‑2％的消泡剂、0.5‑1％的成核剂0.1‑0.5％的分散剂、0.5‑1％的螯合剂、0.1‑0.5％的成膜剂，余量为去离子水。使用工艺包括配制硅片制绒添加剂；配制硅片制绒液；制绒。本发明中的消泡剂可以降低表界面张力，快速的消除硅片与氢氧化钠反应生成氢气所产生的气泡，从而使氢氧化钠溶液与硅片可以更快、更均匀的反应，以此来增加制绒后的绒面均匀性，能够提高太阳能电池转化效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池制备工艺技术领域，具体涉及用于提升太阳能电池绒面均匀性的添加剂及其使用工艺。
背景技术
硅片是作为制备太阳能电池的基础材料之一，硅片表面对太阳光的吸收多少直接或间接的影响到成品太阳能电池片光电转化效率，硅材料在一定的加工工序后，会形成一片片表面较光滑的硅片，在进行制作成太阳能电池片之前，需对其表面进行制绒，增加粗糙度，进而大幅提升对太阳光的吸收，达到单位面积内更高的转化效率。而在制绒过程中需匹配制太阳能电池片后道制作工序，但每个电池片厂家后道工序对绒面要求存在细微差别，现有添加剂制绒后绒面形态各异，无法很好的匹配各电池片厂家后道工序，存在适配性较低问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于提升太阳能电池绒面均匀性的添加剂，对硅片制绒时，在制绒槽中加入本发明的制绒添加剂，可以使制绒后绒面更均匀立体，有效的提升对太阳光的吸收，同时因为绒面的均匀性好，可以匹配更多电池片生产厂家的后道工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：用于提升太阳能电池绒面均匀性的添加剂，按重量百分比，由以下组分组成：
消泡剂 1-2%
成核剂 0.5-1%
分散剂 0.1-0.5%
螯合剂 0.5-1%
成膜剂 0.1-0.5%
余量为去离子水。
作为上述技术方案的优选，所述消泡剂是二乙二醇单丁醚、甲醇、改性硅油醚、纤维素醚中的一种或多种的组合。
作为上述技术方案的优选，所述成核剂是石油醚、非离子型氟碳聚合物、鲸蜡硬脂醇聚醚-25、茶皂素中的一种或多种的组合。
作为上述技术方案的优选，所述分散剂是低分子量聚丙烯酸酯、磷酸三钠、AA-AM共聚物钠盐、AA/MAA共聚物钠盐一种或多种的组合。
作为上述技术方案的优选，所述螯合剂是草酸钠、乙二胺四乙酸二钠盐、柠檬酸钠、乙酸钠、焦磷酸钠中的一种或多种的组合。
作为上述技术方案的优选，所述成膜剂是聚乙二醇-400、聚乙二醇-600、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸钠中的一种或多种的组合。
用于提升太阳能电池绒面均匀性的添加剂的使用工艺，包括有以下步骤：
1）配制硅片制绒添加剂：将1-2%的消泡剂、0.5-1%的成核剂、0.1-0.5%的分散剂、0.5-1%的螯合剂、0.1-0.5%的成膜剂加入到去离子水中，混合均匀后得到硅片制绒添加剂；
2）配制硅片制绒液：将步骤1）制得的硅片制绒添加剂按质量比0.4-0.6%加入到0.7-1.2%氢氧化钠溶液中，混合均匀制得硅片制绒液；
3）将硅片投入步骤2）制得的硅片制绒液中进行制绒，78-84℃制绒300-480s。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中的消泡剂可以降低表界面张力，快速的消除硅片与氢氧化钠反应生成氢气所产生的气泡，从而使氢氧化钠溶液与硅片可以更快、更均匀的反应，以此来增加制绒后的绒面均匀性。
（2）本发明的成核剂的疏水段在溶液中附着在硅片表面，阻止了硅片与氢氧根反应，而未附着成核剂的硅片表面则与氢氧根发生反应，因此增加了反应速率差，相当于增加了原始单晶硅片的各向异性，让硅片与氢氧化钠溶液反应时更快的形成绒面。
（3）本发明的螯合剂，可以有效螯合反应溶液以及硅片加工中带来的金属离子杂质，对后道硅片清洗有一定帮助。
（4）本发明的成膜剂，在易吸附在硅片表面，形成一道类似滤网结构，有效的防止成核剂团聚吸附到硅片表面，使成核剂在硅片表面吸附的更为均匀，从而使得反应制得的绒面更均匀、立体。
（5）使用本发明的制绒添加剂后，得到的绒面更均匀，无小碎绒，易清洗，且可以匹配不同后道工序要求，提高太阳能电池转化效率0.02-0.05%。
附图说明
图1为产线制绒添加剂制绒后绒面SEM图片；
图2为使用本发明制绒添加剂制绒后绒面SEM图片。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限 定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
1.配置制绒添加剂
将1%的甲醇、0.5%的纤维素醚、0.5%石油醚、0.3%的茶皂素、0.2%的AA/MAA共聚物钠盐、1%的柠檬酸钠、0.2%的聚乙二醇-400、0.3%的聚丙烯酸钠，加入去离子水中，混合均匀后即可制得硅片制绒添加剂。
2、单晶硅制绒
向制绒槽中加入320L去离子水，升温至80℃后保持恒温，然后加入5L氢氧化钠溶液（48%固含量）、1.8L上述1制得的制绒添加剂，开启循环鼓泡混合均匀，将经过前清洗后的硅片以400pcs为一个批次放入制绒槽中进行反应400s，待反应结束后将硅片取出，进行清洗、干燥等后道工序，每制绒反应1批后补加碱液500ml、制绒添加剂120mL、去离子水10000mL，如此循环补液完成每批硅片清洗。
对比例1
向制绒槽中加入320L去离子水，升温至80℃后保持恒温，然后加入5L氢氧化钠溶液（48%固含量）、1.8L产线原有制绒添加剂（嘉兴市小辰光伏科技有限公司生产的“K02（T30D）），开启循环鼓泡混合均匀，将经过前清洗后的硅片以400pcs为一个批次放入制绒槽中进行反应400s，待反应结束后将硅片取出，进行清洗、干燥等后道工序，每制绒反应1批后补加碱液500ml、制绒添加剂120mL、去离子水10000mL，如此循环补液完成每批硅片清洗。
将实施例1和对比例1制绒后的单晶硅片分别进行扫描电镜分析，扫描电镜平面图分别如图1、2所示。从说明书附图1、2中对比可知，采用了本申请制绒添加剂及其使用工艺得到的单晶硅片，绒面更加均匀。而采用申请人早期原有制绒添加剂制得的单晶硅片表面，金字塔绒面大小不一，大尺寸金字塔和小尺寸金字塔具有明显的分区现象。
统计特定区域面积中金字塔的大小分布情况，金字塔的大小分布统计如下表所示：
| 尺寸 | 0.3-0.6 | 0.6-0.9 | 0.9-1.2 | 1.2-1.5 | 1.5-1.8 | 1.8-2.1 | 2.1-2.4 | 2.4-2.7 |
| 实施例1含有个数 | 0 | 63 | 265 | 258 | 199 | 33 | 9 | 0 |
| 对比例1含有个数 | 0 | 89 | 254 | 241 | 148 | 61 | 30 | 4 |
将实施例1和对比例1制绒后的单晶硅片分别采用相同的后续加工工艺形成电池片，分别进行光电性能测试，将实施例1对应电池片的光电性能和对比例1对应电池片的光电性能做差值进行比较，结果如下表所示：
| 效率差值 | Eta | Voc | Isc | FF |
| 实施例1-对比例1 | 0.034 | 0.000 | 0.007 | 0.07 |
从上表可以看出，采用了本申请的用于提升太阳能电池绒面均匀性的添加剂及其使用工艺制备得到的电池片，其能量转化效率（Eta）、短路电流（Isc）、填充因子（FF）均具有明显的提高。这是由于更加均匀的绒面使扩散、沉积工序在绒面上分布的更均匀，且对于印刷工序的浆料与绒面接触的更好，所以提升了短路电流（Isc）、填充因子（FF）。
值得一提的是，本发明专利申请涉及的扫描电镜等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (1)
1.用于提升太阳能电池绒面均匀性的添加剂的使用工艺，其特征在于，包括有以下步骤：
1）配制硅片制绒添加剂：将1-2%的消泡剂、0.5-1%的成核剂、0.1-0.5%的分散剂、0.5-1%的螯合剂、0.1-0.5%的成膜剂加入到去离子水中，混合均匀后得到硅片制绒添加剂；
2）配制硅片制绒液：将步骤1）制得的硅片制绒添加剂按质量比0.4-0.6%加入到0.7-1.2%氢氧化钠溶液中，混合均匀制得硅片制绒液；
3）将硅片投入步骤2）制得的硅片制绒液中进行制绒，78-84℃制绒300-480s；
所述消泡剂是二乙二醇单丁醚、甲醇、改性硅油醚、纤维素醚中的一种或多种的组合；
所述成核剂是石油醚、非离子型氟碳聚合物、鲸蜡硬脂醇聚醚-25、茶皂素中的一种或多种的组合；
所述分散剂是低分子量聚丙烯酸酯、磷酸三钠、AA-AM共聚物钠盐、AA/MAA共聚物钠盐一种或多种的组合；
所述螯合剂是草酸钠、乙二胺四乙酸二钠盐、柠檬酸钠、乙酸钠、焦磷酸钠中的一种或多种的组合；
所述成膜剂是聚乙二醇-400、聚乙二醇-600、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸钠中的一种或多种的组合。
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