一種用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑，各組分的質(zhì)量百分含量為：司班-80為0.1%～0.5%，吐溫-40為0.6%～2.5%，十二烷基聚乙二醇醚為0.3%～1.5%，余量為水。本發(fā)明還提供一種用于多晶硅片堿清洗的清洗液，其含有堿溶液和上述用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑，多晶硅片堿清洗添加劑與堿溶液的質(zhì)量比為0.2～2:100，堿溶液為無機(jī)堿或有機(jī)堿的水溶液。本發(fā)明能有效清洗硅片在制絨過程中殘留在表面的有機(jī)物，使得硅片表面呈現(xiàn)疏水狀，利于硅片吹干；同時有利于硅片在堿洗過程中表面多孔硅的去除，消除由于多孔硅而導(dǎo)致擴(kuò)散工藝不穩(wěn)定的隱患，也利于后續(xù)氮化硅鍍膜的均勻性。
【專利說明】—種用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑及使用方法，屬于多晶硅太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在光伏行業(yè)發(fā)展過程中，多晶硅太陽電池越來越受到人們的重視，原因是多晶電池在保持低廉的價格的同時，其效率得到了顯著的提升，其單位能耗比和性價比都明顯優(yōu)于單晶電池，因此，目前多晶電池的市場份額已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了單晶電池。
[0003]多晶電池普遍采用硝酸和氫氟酸的混合酸進(jìn)行制絨，一般制絨后硅片反射率普遍高于22%，甚至達(dá)到24%。降低硅片的反射率是提高多晶電池效率最為可行的方法之一。采用多晶制絨添加劑進(jìn)行優(yōu)化制絨，不僅可以將反射率降低至18%以下，提升電池短路電流達(dá)到50mA以上，而且能夠顯著提高絨面的均勻度，為后續(xù)工藝的優(yōu)化和效率提升提供條件。但由于多晶添加劑的使用，經(jīng)常使得硅片表面因有機(jī)物的殘留而呈現(xiàn)親水狀態(tài)，導(dǎo)致硅片吹干困難，也容易引入金屬污染，降低少子壽命，導(dǎo)致電池的并聯(lián)電阻和開路電壓下降。這樣，最終結(jié)果是在反射率降低、短路電流提升的情況下，卻因開路電壓有所降低，導(dǎo)致電池片的轉(zhuǎn)換效率效率提升有限，甚至反而下降。同時，由于使用制絨添加劑而形成的絨面內(nèi)部的多孔硅結(jié)構(gòu)，如果不經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?，將會顯著影響后續(xù)的擴(kuò)散、鍍膜等工藝，導(dǎo)致不合格率提高，效率也會下降?？偠灾?，多晶添加劑的使用，對反射率的降低和絨面均勻性的提升這兩方面有積 極意義，但也會導(dǎo)致硅片表面污染和絨面內(nèi)部產(chǎn)生多孔硅的這兩項負(fù)作用，如何將正面作用發(fā)揮出來，而將負(fù)面影響消除，將成為多晶添加劑提升多晶電池的關(guān)鍵。
[0004]本發(fā)明中所用添加劑均為非離子型表面活性劑，按照一定配比復(fù)配后很好的溶解在水中，在機(jī)械、涂料以及化工行業(yè)中均有良好的應(yīng)用，如:食品和化妝品生產(chǎn)中作乳化劑；油漆、涂料工業(yè)中作分散劑；鈦白粉生產(chǎn)中作穩(wěn)定劑；農(nóng)藥生產(chǎn)中作殺蟲劑、潤濕劑、乳化劑；石油制品中作助溶劑；用于紡織和皮革的潤滑劑和柔軟劑等。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

針對上述問題，本發(fā)明提供一種用于多晶硅片堿清洗添加劑及其使用方法，能夠解決硅片表面的清洗問題，使得多晶制絨添加劑在降低硅片反射率的同時，能夠提升電池片轉(zhuǎn)換效率。
[0006]在添加多晶制絨添加劑的制絨工藝下，硅片絨面的蟲洞內(nèi)部有細(xì)小的多孔硅結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，而多孔硅 表面由于有機(jī)物的吸附作用，使得常規(guī)堿溶液清洗的效果大大降低，無法去除有機(jī)物的殘留，也很難將多孔硅清洗干凈。堿清洗后，硅片表面仍然有有機(jī)物殘留，使得制絨后的硅片吹干比較困難，容易引入金屬污染；同時多孔硅對擴(kuò)散和氮化硅鍍膜等工藝環(huán)節(jié)都有影響，導(dǎo)致并聯(lián)電阻和開路電壓的降低，影響效率提升，而本發(fā)明則能夠很好地解決了這個問題。
[0007]通過本發(fā)明的堿清洗添加劑的使用，改變硅片表面狀態(tài)為疏水，從而避免親水狀態(tài)而引入的有機(jī)物污染；而且本添加劑能夠幫助堿清洗溶液對多孔硅的清洗達(dá)到更好的效果，達(dá)到比較清潔的硅片表面狀態(tài)，從而保證了轉(zhuǎn)換效率的提升。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑，其組分包括:司班-80、吐溫-40、十二烷基聚乙二醇醚和余量的水。
[0009]優(yōu)選的，所述堿清洗添加劑中各組分的質(zhì)量百分含量為:司班-80為0.1%~
0.5%，吐溫-40為0.6%~2.5%，十二烷基聚乙二醇醚為0.3%~1.5%，余量為水。
[0010]優(yōu)選的，所述水為去離子水。
[0011]本發(fā)明還提供一種用于多晶硅片堿清洗的清洗液，其含有堿溶液和上述堿清洗添加劑，所述堿清洗添加劑與堿溶液的質(zhì)量比為0.2~2:100,所述堿溶液為無機(jī)堿或有機(jī)堿的水溶液。
[0012]優(yōu)選的，所述堿溶液為3~IOwt %的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液。
[0013]本發(fā)明還提供一種多晶硅片的堿清洗方法，利用上述堿清洗液對多晶硅片進(jìn)行表面堿清洗。
[0014]優(yōu)選的，所述表面堿清洗的堿清洗溫度為25~45°C，堿清洗時間為10~30s。
[0015]上述多晶硅片的堿清洗方法的具體步驟包括:
1)配置堿清洗添加劑:將質(zhì)量百分比為0.1%~0.5%的司班-80、0.6%~2.5%的吐溫-40、0.3%~1.5%的十二烷基聚乙二醇醚加入到余量的水中，混合均勻配成堿清洗添加劑；
2)配置堿清洗液:將步驟I)制成的堿清洗添加劑加到堿溶液中，混合均勻配成堿清洗液；所述堿清洗添加劑與堿溶液的質(zhì)量比為0.2~2:100 ;所述堿溶液為無機(jī)堿或有機(jī)堿的水溶液，優(yōu)選為3~10%的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液；
3)將酸制絨后的多晶硅片浸入步驟2)制得的堿清洗液中進(jìn)行表面堿清洗，堿清洗溫度為25~45°C，堿清洗時間為10~30s。
[0016]本發(fā)明的三種有效物質(zhì)均含有碳數(shù)量大于10的長分子鏈段，對于水有強(qiáng)烈的排斥作用，可作為表面活性劑的親油鏈段(疏水鏈段)。該三種有效成分加入至堿溶液中，可以降低表面張力，易于堿清洗因添加制絨劑而生成的多孔硅，同時因疏水鏈段的存在，可以使硅片表面親水程度降低?；谑构杵砻媸杷瑝A清洗更加徹底的目的，將以上三種物質(zhì)復(fù)配作為有效成分添加至堿溶液中，一方面可以降低堿溶液的表面張力，改善硅片表面的潤濕性，使得堿清洗更易于進(jìn)行；另一方面由于三種物質(zhì)中所含的長分子碳鏈段對于水具有強(qiáng)烈的排斥作用，使得疏水目的易于實現(xiàn)。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于:本發(fā)明提供了一種用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑及其使用方法，該堿清洗添加劑應(yīng)用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗工藝，能改變硅片表面狀態(tài)使之呈現(xiàn)疏水狀，有效清洗掉因親水而引入的有機(jī)物污染，減少了因表面結(jié)構(gòu)和有機(jī)殘留對后續(xù)工藝的影響，保證效率的提升。此外，本發(fā)明的堿清洗添加劑無毒性，無腐蝕性，無刺激性，無燃燒和爆炸危險，還可以避免環(huán)境污染；并且，堿清洗添加劑的制造和使用工藝簡單，設(shè)備低廉，重復(fù)性好。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019]實施例1:
一種用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑及使用方法，采取如下工藝步驟:
I)配置堿清洗添加劑:將0.1g司班-80、0.6g吐溫-40、0.3g十二烷基聚乙二醇醚，加入去離子水中，得到100g堿清洗添加劑溶液。
[0020]2)配置堿清洗液:將1.5kg的NaOH溶于去離子水中，得到50kg堿溶液；將步驟I)制成的100g堿清洗添加劑溶于堿溶液中，得到堿清洗液。
[0021]3)堿清洗:將酸制絨后的多晶硅片浸入步驟2)制得的堿清洗液中進(jìn)行表面堿清洗，堿清洗溫度為25°C，堿清洗時間為25s。
[0022]將常規(guī)清洗和添加有本發(fā)明堿清洗添加劑后清洗后，進(jìn)行效率比較。結(jié)果如表1所示。
[0023]表1
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【權(quán)利要求】
1.一種用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑，其特征在于，其組分包括:司班-80、吐溫-40、十二烷基聚乙二醇醚和余量的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑，其特征在于，所述堿清洗添加劑中各組分的質(zhì)量百分含量為:司班-80為0.1%~0.5%，吐溫-40為0.6%~.2.5%，十二烷基聚乙二醇醚為0.3%~1.5%，余量為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑，其特征在于，所述水為去離子水。
4.用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗液，其特征在于:其含有堿溶液和權(quán)利要求1-3中任意一項的用于多晶硅片酸制絨后的堿清洗添加劑，所述堿清洗添加劑與堿溶液的質(zhì)量比為0.2~2:100,所述堿溶液為無機(jī)堿或有機(jī)堿的水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于多晶硅片的堿清洗液，其特征在于:所述堿溶液為3~.IOwt^的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的多晶硅片的堿清洗方法，其特征在于:利用所述清洗液對多晶硅片進(jìn)行表面清洗。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多晶硅片的堿清洗方法，其特征在于:所述表面堿清洗的堿清洗溫度為25~45°C，清洗時間為10~30s。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述多晶硅片的堿清洗方法，其特征在于:其具體步驟包括: . 1)配置堿清洗添加劑:將質(zhì)量百分比為0.1%~0.5%的司班-80、0.6%~2.5%的吐溫-40、0.3%~1.5%的十二烷基聚乙二醇醚加入到余量的水中，混合均勻配成堿清洗添加劑； . 2)配置堿清洗液:將步驟I)制成的堿清洗添加劑加到堿溶液中，混合均勻配成堿清洗液；所述堿清洗添加劑與堿溶液的質(zhì)量比為0.2~2:100 ;所述堿溶液為無機(jī)堿或有機(jī)堿的水溶液； . 3)將酸制絨后的多晶硅片浸入步驟2)制得的堿清洗液中進(jìn)行表面堿清洗，堿清洗溫度為25~45°C，堿清洗時間為10~30s。
【文檔編號】C11D10/02GK103614249SQ201310635957
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】張麗娟, 章圓圓, 王文鵬 申請人:常州時創(chuàng)能源科技有限公司