專利名稱：一種單晶硅制絨劑及絨面單晶硅的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單晶硅制絨技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單晶硅制絨劑及絨面單晶硅的制備方法。
背景技術(shù)：
在能源危機(jī)的背景下，太陽能等可再生能源越來越受到人們的重視。太陽能既是一種一次能源，又是可再生能源，它資源豐富，既無需運(yùn)輸，又對環(huán)境無任何污染，為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會進(jìn)入了一個節(jié)約能源少污染的時代。在對太陽能的利用方面，太陽能電池的研究開發(fā)工作得到了人們的高度重視，其中單晶硅太陽能電池由于其相對聞的效率和低的成本而備受:關(guān)注。單晶硅太陽能電池制備過程中的重要環(huán)節(jié)之一就是單晶硅制絨，通過對單晶硅的表面制絨，在硅片表面會形成類似金字塔型的絨面結(jié)構(gòu)，這種絨面結(jié)構(gòu)可以有效地降低硅片表面對入射光的反射率，減少入射光的反射，提高太陽能電池對入射光的吸收，從而可以大大提高電池的轉(zhuǎn)換效率。目前已有的單晶硅制絨方法有:化學(xué)腐蝕法、反應(yīng)離子刻蝕法、光刻法和機(jī)械刻槽法等，其中化學(xué)腐蝕法因成本低、生產(chǎn)率高且方法簡單，一直在單晶硅太陽能電池產(chǎn)業(yè)上被廣泛地應(yīng)用?；瘜W(xué)腐蝕法制絨通常是 采用堿性溶液對硅片表面進(jìn)行腐蝕。堿性溶液對硅片的不同晶面具有不同的腐蝕速率，單晶硅的100晶面與其他晶面如111晶面或110晶面相比，具有較快的腐蝕速度，由于這種各向異性的腐蝕特性，會在硅片表面形成類似金字塔型的絨面結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)中常用的單晶硅制絨液包括氫氧化鈉和異丙醇，其中氫氧化鈉會與硅反應(yīng)，腐蝕掉晶體表面的硅，形成金字塔型角錐體結(jié)構(gòu)；在氫氧化鈉與硅反應(yīng)的過程中有氫氣產(chǎn)生，會影響制絨的效果，異丙醇的加入能夠排除產(chǎn)生的氣泡，而且異丙醇也可以降低硅片的表面張力，有利于氫氧化鈉與硅片表面的接觸，利于絨面結(jié)構(gòu)的形成。然而在制絨過程中，也會出現(xiàn)因氫氧化鈉對硅片表面的腐蝕速率過快而導(dǎo)致絨面結(jié)構(gòu)的坍塌的現(xiàn)象，因此需要向制絨劑中加入添加劑，以抑制氫氧根離子對硅表面的腐蝕速率，現(xiàn)有技術(shù)中常用的添加劑包括乳酸、乳酸鈉、維生素B和水，添加劑能夠有效地降低氫氧根離子的濃度，一定程度上減緩氫氧化鈉對硅片表面的腐蝕，有利于金字塔型絨面的形成和保持。但是采用這種包含氫氧化鈉、異丙醇和上述添加劑的制絨劑得到的絨面單晶硅的金字塔型絨面不均勻，造成單晶硅絨面的合格率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種單晶硅制絨劑及絨面單晶硅的制備方法，采用本發(fā)明提供的單晶硅制絨劑制得的絨面單晶硅的金字塔絨面的型小且均勻，提高了絨面單晶硅的合格率。本發(fā)明提供一種單晶硅制絨劑，包含堿性化合物和腐蝕劑；所述腐蝕劑包含以下組分:
5wt % 20wt % 的尿素；Iwt % IOwt % 的乳酸鈉；余量為水。優(yōu)選的，所述腐蝕劑包含IOwt% 15 丨％的尿素。優(yōu)選的，所述腐蝕劑包含3wt% 6wt%的乳酸鈉。優(yōu)選的，所述堿性化合物占制絨劑的質(zhì)量百分比為0.5% 3%。優(yōu)選的，所述堿性化合物占制絨劑的質(zhì)量百分比為1.5% 2.5%。優(yōu)選的，所述堿性化合物為氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉。優(yōu)選的，所述堿性化合物為氫氧化鈉。本發(fā)明提供一種絨面單晶硅的制備方法，包括以下步驟:將單晶硅置于上述技術(shù)方案所述的單晶硅制絨劑中，加熱后得到絨面單晶硅。優(yōu)選的，所述加熱的溫度為70°C 90°C。優(yōu)選的，所述加熱的時間為IOOOs 1500s。本發(fā)明提供一種 單晶硅制絨劑，包括堿性化合物和腐蝕劑；所述腐蝕劑包含以下組分:5wt% 20wt%的尿素；lwt% 乳酸鈉；余量為水。本發(fā)明提供的單晶硅制絨劑中的腐蝕劑為尿素和乳酸鈉的水溶液，其中尿素會水解產(chǎn)生氨氣和二氧化碳，增加了制絨劑中氣體的浮力，有利于克服硅片表面的表面張力，從而使制絨過程中產(chǎn)生的氣體順利地溢出，避免了氣體對絨面質(zhì)量的影響；而且本發(fā)明提供的腐蝕劑能夠使制絨劑中氫氧根離子維持在平衡的狀態(tài)，從而可以有效地控制堿性化合物對硅表面的腐蝕速率，本發(fā)明提供的腐蝕劑還具有較強(qiáng)的去污能力，因此，本發(fā)明提供的制絨劑能夠有效地降低硅片表面出現(xiàn)亮塊、白斑、雨點的概率，使得到的金字塔絨面的型小且均勻，從而降低了硅片對光的反射率，提聞了短路電流和轉(zhuǎn)換效率，使得續(xù)面單晶娃的合格率得到明顯地提聞。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的單晶硅制絨劑制得的絨面單晶硅的合格率為97% 100%。另外，本發(fā)明提供的單晶硅制絨劑中不含異丙醇，降低了生產(chǎn)成本，而且不會由于異丙醇的揮發(fā)對作業(yè)環(huán)境造成污染，有利于降低水體的化學(xué)需氧量，降低制絨工藝廢水對水體的污染。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種單晶硅制絨劑，包括堿性化合物和腐蝕劑；所述腐蝕劑包含以下組分:5wt% 20wt% 的尿素；Iwt % IOwt % 的乳酸鈉；余量為水。本發(fā)明提供的單晶硅制絨劑中包括堿性化合物。堿性化合物能夠?qū)尉Ч杵谋砻孢M(jìn)行腐蝕，而且由于堿性化合物對硅表面具有各向異性的腐蝕特性，使得單晶硅100晶面與其他晶面如111晶面或110晶面相比，具有較快的腐蝕速度，因此能夠在單晶硅片的表面形成金字塔狀的絨面結(jié)構(gòu)。形成的這種絨面結(jié)構(gòu)能夠降低單晶硅表面對入射光的反射率，增加單晶硅片對入射光的吸收，有效地提高單晶硅電池的轉(zhuǎn)化效率。堿性化合物與硅的反應(yīng)方程式為:
權(quán)利要求
1.一種單晶硅制絨劑，包含堿性化合物和腐蝕劑； 所述腐蝕劑包含以下組分: 5wt% 20wt%的尿素； Iwt % IOwt %的乳酸鈉； 余量為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶硅制絨劑，其特征在于，所述腐蝕劑包含10wt% 15界1:%的尿素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶娃制絨劑，其特征在于，所述腐蝕劑包含3wt% 6wt%的乳酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶硅制絨劑，其特征在于，所述堿性化合物占單晶硅制絨劑的質(zhì)量百分比為0.5% 3%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單晶硅制絨劑，其特征在于，所述堿性化合物占單晶硅制絨劑的質(zhì)量百分比為1.5% 2.5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶硅制絨劑，其特征在于，所述堿性化合物為氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單晶硅制絨劑，其特征在于，所述堿性化合物為氫氧化鈉。
8.—種絨面單晶硅的制備方法，包括以下步驟: 將單晶硅置于權(quán)利要求1 7任意一項所述的單晶硅制絨劑中，加熱后得到絨面單晶硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述加熱的溫度為70°C 90°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述加熱的時間為IOOOs 1500s。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單晶硅制絨劑，包含堿性化合物和腐蝕劑；所述腐蝕劑包含以下組分5wt％～20wt％的尿素；1wt％～10wt％的乳酸鈉；余量為水。將單晶硅置于本發(fā)明提供的制絨劑中，加熱后得到絨面單晶硅。采用本發(fā)明提供的單晶硅制絨劑，其中包含的尿素能夠水解產(chǎn)生氨氣和二氧化碳，有利于制絨過程中產(chǎn)生的氣體順利地溢出，避免了氣體對絨面質(zhì)量的影響；而且本發(fā)明提供的腐蝕劑能夠有效地控制堿性化合物對硅表面的腐蝕速率；本發(fā)明提供的腐蝕劑還具有較強(qiáng)的去污能力，因此，本發(fā)明提供的制絨劑能夠有效地降低硅片表面出現(xiàn)亮塊、白斑、雨點的概率，使得金字塔型絨面的型小且均勻，從而使絨面單晶硅的合格率得到明顯的提高。
文檔編號H01L31/18GK103184523SQ20111044479
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者汪琴霞 申請人:浚鑫科技股份有限公司