專利名稱：一種生物環(huán)保型制絨液及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單晶硅太陽能電池制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物環(huán)保型制絨液及其應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
單晶硅太陽能電池的研究和利用是實(shí)現(xiàn)可再生能源的主要途徑之一，在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)化過程中，低成本、高效率、高穩(wěn)定性是太陽能電池產(chǎn)業(yè)競爭的三個(gè)關(guān)鍵要素。良好的絨面是制造高質(zhì)量單晶硅太陽能電池的重要前提。太陽能電池片的制絨，是通過化學(xué)反應(yīng)在硅片表面產(chǎn)生各向異性腐蝕，形成密集的類似于“金字塔”形角錐體結(jié)構(gòu)的絨面，使得入射光在硅片表面多次反射，從而提高入射光的吸收效率，進(jìn)而提高單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。在單晶硅太陽能電池的生產(chǎn)過程中，人們更多地關(guān)注于硅片制絨的效果，卻對環(huán)境保護(hù)有所偏廢。中國發(fā)明專利申請公開號(hào)CN101661974A公開了一種太陽能電池中制絨液及其生產(chǎn)方法，所述的制絨液配方為常規(guī)配方，主要缺點(diǎn)有異丙醇等有機(jī)溶劑在生產(chǎn)過程中揮發(fā)性很強(qiáng)，容易污染工作環(huán)境，排出的廢液COD高，對廢液處理帶來一定成本；由于異丙醇單價(jià)高，使用濃度很高，所需腐蝕時(shí)間長，成本增加，使用經(jīng)濟(jì)性較差；市場上的異丙醇質(zhì)量參差不齊，對太陽能硅片的制絨效果也帶來一定的影響，成品率難以控制。中國發(fā)明專利申請公開號(hào)CN1351194A公開了一種用于太陽能電池硅材料表面織構(gòu)化的腐蝕劑，該腐蝕劑中不含有刺激性、易揮發(fā)的物質(zhì)，成本低，但是其中含有大量的Na3P04 · 12H20，廢液排放中含有大量的磷會(huì)引發(fā)水體富營養(yǎng)化，造成赤潮和藍(lán)藻的頻繁暴發(fā)，嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境、人類健康和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。由于含磷廢液的排放，對環(huán)境造成污染，不利于環(huán)保，國外一些國家早已下達(dá)禁磷令，國內(nèi)也日益加強(qiáng)對含磷廢液排放的監(jiān)管力度。中國發(fā)明專利申請公布號(hào)CN101717946A公布了一種硅片表面制絨液及硅片表面制絨的方法，其中所述的制絨液用表面活性劑替代異丙醇/乙醇等有機(jī)溶劑，克服了常規(guī)制絨液產(chǎn)生的問題。但所用的替代物為烷基酚聚氧乙烯醚系列表面活性劑，該系列表面活性劑生物降解性差、親脂性強(qiáng)、易在污泥和生物體內(nèi)積累，并可能通過食物鏈以慢性作用危及所有物種的生存。在太陽能硅片加工制造中，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對制絨液的應(yīng)用提出了新的要求在制絨液取得優(yōu)良效果的同時(shí)，還要求其生物降解性好、低毒、無刺激，并采用再生資源，進(jìn)行清潔生產(chǎn)。因此，綠色環(huán)保、降解性好的新型制絨液將會(huì)有更廣闊的市場前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有單晶硅太陽能制絨液存在的一些問題，提供一種對人體無毒，于環(huán)境友好，能被生物完全降解，不對環(huán)境造成污染和破壞的生物環(huán)保型制絨液。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種配方中所有原料易于購取，使用溫度低、堿度低、 能耗小、制絨效果好，便于企業(yè)在生產(chǎn)線上自配自用，既可體現(xiàn)節(jié)約能源和時(shí)間，又可保障使用安全和廢水排放達(dá)標(biāo)的生物環(huán)保型制絨液。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種生物環(huán)保型制絨液，其成分包含非離子表面活性劑、檸檬酸鈉、無水碳酸鈉、去離子水，其中非離子表面活性劑質(zhì)量百分比不超過0.01%，檸檬酸鈉質(zhì)量百分比為2-8%，無水碳酸鈉質(zhì)量百分比為3-15%，其余為去離子水。其中，所述的非離子表面活性劑為生物表面活性劑，具體是烷基糖苷BG-10、烷基糖苷 APG1214。其中，所述的烷基糖苷BG-10、烷基糖苷APG1214質(zhì)量百分比均小于等于0. 01 %， 且不同時(shí)為零。一種上述生物環(huán)保型制絨液的應(yīng)用方法，采用如下步驟在洗凈的制絨槽中加入上述物料，攪拌混勻，配成生物環(huán)保型制絨液。將生物環(huán)保型制絨液加熱至75-85°C，待溫度完全穩(wěn)定后，把切割后的單晶硅片放入生物環(huán)保型制絨液中進(jìn)行蝕刻反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間在 10-30分鐘。制絨后的硅片再經(jīng)過去離子水超聲漂洗5-15分鐘。太陽能單晶片經(jīng)過上述制絨液制絨后，所得絨面金字塔細(xì)小、均勻、覆蓋率高，每片制絨前后質(zhì)量差在0. 1-1. Og之間。本發(fā)明所推薦的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在1.原料來源穩(wěn)定，采購方便；制備過程簡易，便于操作；2.使用周期長，可重復(fù)性好；制絨效果好，硅面無白點(diǎn)、無指紋、無劃痕、不發(fā)花， 表面平整，絨面均勻；3.良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，制絨液混合均勻，無懸浮和沉淀；4.大幅度降低了有機(jī)溶劑的使用，減少了 COD的排放；5.適用于各種蝕刻的設(shè)備，可直接使用現(xiàn)有制絨設(shè)備。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述說明。一種生物環(huán)保型制絨液，所述制絨液的成分包含非離子表面活性劑、檸檬酸鈉、無水碳酸鈉、去離子水，其中非離子表面活性劑質(zhì)量百分比不超過0. 01 %，檸檬酸鈉質(zhì)量百分比為2-8%，無水碳酸鈉質(zhì)量百分比為3-15%，其余為去離子水。其中，所述的非離子表面活性劑為生物表面活性劑，具體是烷基糖苷BG-10、烷基糖苷 APG1214。其中，所述的烷基糖苷BG-10、烷基糖苷APG1214質(zhì)量百分比均小于等于0. 01 %， 且不同時(shí)為零。上述一種生物環(huán)保型制絨液及其應(yīng)用方法，包括如下步驟在洗凈的制絨槽中加入上述物料，攪拌混勻，配成生物環(huán)保型制絨液。將生物環(huán)保型制絨液加熱至75-85°C，待溫度完全穩(wěn)定后，把切割后的單晶硅片放入生物環(huán)保型制絨液中進(jìn)行蝕刻反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間在10-30分鐘。制絨后取出硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲漂洗5-15分鐘。太陽能單晶片經(jīng)過上述生物環(huán)保型制絨液制絨后，所得絨面金字塔細(xì)小、均勻、覆蓋率高，單片制絨前后質(zhì)量差在0. 1-1. Og之間。實(shí)施例一
先將8. 6kg去離子水倒入洗凈的制絨槽中，在攪拌的過程中分別加入0. 5kg檸檬酸鈉、0. 9kg無水碳酸鈉和20ppm烷基糖苷BG-10。攪拌均勻，制得生物環(huán)保型制絨液，并將其加熱至80°C。取切割后的單晶硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲10分鐘，然后將硅片放入制絨槽中進(jìn)行制絨25分鐘。最后取出硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲漂洗 10分鐘。太陽能單晶片經(jīng)過上述制絨液制絨后，所得絨面金字塔細(xì)小、均勻、覆蓋率高，單片制絨前后質(zhì)量差為0. 4g。實(shí)施例二 先將9. 5kg去離子水倒入洗凈的制絨槽中，在攪拌的過程中分別加入0. 2kg檸檬酸鈉、0. 3kg無水碳酸鈉和IOppm烷基糖苷APG1214。攪拌均勻，制得生物環(huán)保型制絨液，并將其加熱至85°C。取切割后的單晶硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲15分鐘，然后將硅片放入制絨槽中進(jìn)行制絨30分鐘。最后取出硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲漂洗15分鐘。太陽能單晶片經(jīng)過上述制絨液制絨后，所得絨面金字塔細(xì)小、均勻、覆蓋率高，單片制絨前后質(zhì)量差為0. lg。實(shí)施例三先將7. 7kg去離子水倒入洗凈的制絨槽中，在攪拌的過程中分別加入0. 8kg檸檬酸鈉、1. 5kg無水碳酸鈉和SOppm烷基糖苷BG-10。攪拌均勻，制得生物環(huán)保型制絨液，并將其加熱至75°C。取切割后的單晶硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲5分鐘，然后將硅片放入制絨槽中進(jìn)行制絨10分鐘。最后取出硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲漂洗 5分鐘。太陽能單晶片經(jīng)過上述制絨液制絨后，所得絨面金字塔細(xì)小、均勻、覆蓋率高，單片制絨前后質(zhì)量差為1.0g。實(shí)施例四先將9. Ikg去離子水倒入洗凈的制絨槽中，在攪拌的過程中分別加入0. 4kg檸檬酸鈉、0. 5kg無水碳酸鈉和SOppm烷基糖苷APG1214。攪拌均勻，制得生物環(huán)保型制絨液，并將其加熱至78°C。取切割后的單晶硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲13分鐘，然后將硅片放入制絨槽中進(jìn)行制絨15分鐘。最后取出硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲漂洗13分鐘。太陽能單晶片經(jīng)過上述制絨液制絨后，所得絨面金字塔細(xì)小、均勻、覆蓋率高，單片制絨前后質(zhì)量差為0. Sg。實(shí)施例五先將8. 2kg去離子水倒入洗凈的制絨槽中，在攪拌的過程中分別加入0. 6kg檸檬酸鈉、1. 2kg無水碳酸鈉、50ppm烷基糖苷BG-10和50ppm烷基糖苷APG1214。攪拌均勻，制得生物環(huán)保型制絨液，并將其加熱至82°C。取切割后的單晶硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲8分鐘，然后將硅片放入制絨槽中進(jìn)行制絨20分鐘。最后取出硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲漂洗8分鐘。太陽能單晶片經(jīng)過上述制絨液制絨后，所得絨面金字塔細(xì)小、均勻、覆蓋率高，單片制絨前后質(zhì)量差為0. 6g。
由上述實(shí)施例所得到的生物環(huán)保型制絨液與已有技術(shù)相比具有以下技術(shù)效果原料來源穩(wěn)定，采購方便，便于操作；制絨效果好，絨面金字塔細(xì)小、均勻、覆蓋率高；大幅度降低有機(jī)溶劑的使用，低COD排放，大大降低了廢水處理的成本；同時(shí)本發(fā)明適用于各種蝕刻的設(shè)備，可直接使用現(xiàn)有制絨設(shè)備。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種生物環(huán)保型制絨液，其特征在于，所述制絨液的成分包含非離子表面活性劑、檸檬酸鈉、無水碳酸鈉、去離子水，其中非離子表面活性劑質(zhì)量百分比不超過0.01%，檸檬酸鈉質(zhì)量百分比為2-8%，無水碳酸鈉質(zhì)量百分比為3-15%，其余為去離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非離子表面活性劑為生物表面活性劑，具體是烷基糖苷 BG-10、烷基糖苷 APG1214。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的烷基糖苷BG-10、烷基糖苷APG1214質(zhì)量百分比均小于等于 0.01%，且不同時(shí)為零。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生物環(huán)保型制絨液的應(yīng)用方法，其特征在于，所述應(yīng)用方法包括如下步驟在洗凈的制絨槽中加入上述物料，攪拌混勻，配成生物環(huán)保型制絨液。 將生物環(huán)保型制絨液加熱至75-85°C，待溫度完全穩(wěn)定后，把切割后的單晶硅片放入生物環(huán)保型制絨液中進(jìn)行蝕刻反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間在10-30分鐘。制絨后取出硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲漂洗5-15分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開一種生物環(huán)保型制絨液及其應(yīng)用方法，具體說是太陽能硅片加工制造中制絨液對太陽能單晶片的應(yīng)用，屬于單晶硅太陽能電池制備技術(shù)領(lǐng)域。特征是在洗凈的制絨槽中加入非離子表面活性劑、檸檬酸鈉、無水碳酸鈉、去離子水，攪拌混勻，配成生物環(huán)保型制絨液。將生物環(huán)保型制絨液加熱至75-85℃，待溫度完全穩(wěn)定后，把切割后的單晶硅片放入生物環(huán)保型制絨液中進(jìn)行蝕刻反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間在10-30分鐘。制絨后取出硅片放入裝有去離子水的超聲槽中超聲漂洗5-15分鐘。本發(fā)明能達(dá)到太陽能單晶片經(jīng)過上述制絨液制絨后，所得絨面金字塔細(xì)小、均勻、覆蓋率高，單片制絨前后質(zhì)量差在0.1-1.0g之間。
文檔編號(hào)C23F1/14GK102181934SQ20101024808
公開日2011年9月14日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者劉兵, 朱孔浩, 陳海庭 申請人:蘇州晶瑞化學(xué)有限公司