一种用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂及使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂，各组分的质量百分含量为：司班-80为0.1%～0.5%，吐温-40为0.6%～2.5%，十二烷基聚乙二醇醚为0.3%～1.5%，余量为水。本发明还提供一种用于多晶硅片碱清洗的清洗液，其含有碱溶液和上述用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂，多晶硅片碱清洗添加剂与碱溶液的质量比为0.2～2:100，碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液。本发明能有效清洗硅片在制绒过程中残留在表面的有机物，使得硅片表面呈现疏水状，利于硅片吹干；同时有利于硅片在碱洗过程中表面多孔硅的去除，消除由于多孔硅而导致扩散工艺不稳定的隐患，也利于后续氮化硅镀膜的均匀性。
【专利说明】—种用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂及使用方法，属于多晶硅太阳能电池【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在光伏行业发展过程中，多晶硅太阳电池越来越受到人们的重视，原因是多晶电池在保持低廉的价格的同时，其效率得到了显著的提升，其单位能耗比和性价比都明显优于单晶电池，因此，目前多晶电池的市场份额已远远超过了单晶电池。
[0003]多晶电池普遍采用硝酸和氢氟酸的混合酸进行制绒，一般制绒后硅片反射率普遍高于22%，甚至达到24%。降低硅片的反射率是提高多晶电池效率最为可行的方法之一。采用多晶制绒添加剂进行优化制绒，不仅可以将反射率降低至18%以下，提升电池短路电流达到50mA以上，而且能够显著提高绒面的均匀度，为后续工艺的优化和效率提升提供条件。但由于多晶添加剂的使用，经常使得硅片表面因有机物的残留而呈现亲水状态，导致硅片吹干困难，也容易引入金属污染，降低少子寿命，导致电池的并联电阻和开路电压下降。这样，最终结果是在反射率降低、短路电流提升的情况下，却因开路电压有所降低，导致电池片的转换效率效率提升有限，甚至反而下降。同时，由于使用制绒添加剂而形成的绒面内部的多孔硅结构，如果不经过适当的处理，将会显著影响后续的扩散、镀膜等工艺，导致不合格率提高，效率也会下降。总而言之，多晶添加剂的使用，对反射率的降低和绒面均匀性的提升这两方面有积 极意义，但也会导致硅片表面污染和绒面内部产生多孔硅的这两项负作用，如何将正面作用发挥出来，而将负面影响消除，将成为多晶添加剂提升多晶电池的关键。
[0004]本发明中所用添加剂均为非离子型表面活性剂，按照一定配比复配后很好的溶解在水中，在机械、涂料以及化工行业中均有良好的应用，如:食品和化妆品生产中作乳化剂；油漆、涂料工业中作分散剂；钛白粉生产中作稳定剂；农药生产中作杀虫剂、润湿剂、乳化剂；石油制品中作助溶剂；用于纺织和皮革的润滑剂和柔软剂等。
[0005]
【发明内容】
针对上述问题，本发明提供一种用于多晶硅片碱清洗添加剂及其使用方法，能够解决硅片表面的清洗问题，使得多晶制绒添加剂在降低硅片反射率的同时，能够提升电池片转换效率。
[0006]在添加多晶制绒添加剂的制绒工艺下，硅片绒面的虫洞内部有细小的多孔硅结构产生，而多孔硅 表面由于有机物的吸附作用，使得常规碱溶液清洗的效果大大降低，无法去除有机物的残留，也很难将多孔硅清洗干净。碱清洗后，硅片表面仍然有有机物残留，使得制绒后的硅片吹干比较困难，容易引入金属污染；同时多孔硅对扩散和氮化硅镀膜等工艺环节都有影响，导致并联电阻和开路电压的降低，影响效率提升，而本发明则能够很好地解决了这个问题。
[0007]通过本发明的碱清洗添加剂的使用，改变硅片表面状态为疏水，从而避免亲水状态而引入的有机物污染；而且本添加剂能够帮助碱清洗溶液对多孔硅的清洗达到更好的效果，达到比较清洁的硅片表面状态，从而保证了转换效率的提升。
[0008]为实现上述目的，本发明提供一种用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂，其组分包括:司班-80、吐温-40、十二烷基聚乙二醇醚和余量的水。
[0009]优选的，所述碱清洗添加剂中各组分的质量百分含量为:司班-80为0.1%~
0.5%，吐温-40为0.6%~2.5%，十二烷基聚乙二醇醚为0.3%~1.5%，余量为水。
[0010]优选的，所述水为去离子水。
[0011]本发明还提供一种用于多晶硅片碱清洗的清洗液，其含有碱溶液和上述碱清洗添加剂，所述碱清洗添加剂与碱溶液的质量比为0.2~2:100,所述碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液。
[0012]优选的，所述碱溶液为3~IOwt %的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。
[0013]本发明还提供一种多晶硅片的碱清洗方法，利用上述碱清洗液对多晶硅片进行表面碱清洗。
[0014]优选的，所述表面碱清洗的碱清洗温度为25~45°C，碱清洗时间为10~30s。
[0015]上述多晶硅片的碱清洗方法的具体步骤包括:
1)配置碱清洗添加剂:将质量百分比为0.1%~0.5%的司班-80、0.6%~2.5%的吐温-40、0.3%~1.5%的十二烷基聚乙二醇醚加入到余量的水中，混合均匀配成碱清洗添加剂；
2)配置碱清洗液:将步骤I)制成的碱清洗添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成碱清洗液；所述碱清洗添加剂与碱溶液的质量比为0.2~2:100 ;所述碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液，优选为3~10%的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液；
3)将酸制绒后的多晶硅片浸入步骤2)制得的碱清洗液中进行表面碱清洗，碱清洗温度为25~45°C，碱清洗时间为10~30s。
[0016]本发明的三种有效物质均含有碳数量大于10的长分子链段，对于水有强烈的排斥作用，可作为表面活性剂的亲油链段(疏水链段)。该三种有效成分加入至碱溶液中，可以降低表面张力，易于碱清洗因添加制绒剂而生成的多孔硅，同时因疏水链段的存在，可以使硅片表面亲水程度降低。基于使硅片表面疏水，碱清洗更加彻底的目的，将以上三种物质复配作为有效成分添加至碱溶液中，一方面可以降低碱溶液的表面张力，改善硅片表面的润湿性，使得碱清洗更易于进行；另一方面由于三种物质中所含的长分子碳链段对于水具有强烈的排斥作用，使得疏水目的易于实现。
[0017]本发明的优点和有益效果在于:本发明提供了一种用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂及其使用方法，该碱清洗添加剂应用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗工艺，能改变硅片表面状态使之呈现疏水状，有效清洗掉因亲水而引入的有机物污染，减少了因表面结构和有机残留对后续工艺的影响，保证效率的提升。此外，本发明的碱清洗添加剂无毒性，无腐蚀性，无刺激性，无燃烧和爆炸危险，还可以避免环境污染；并且，碱清洗添加剂的制造和使用工艺简单，设备低廉，重复性好。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0019]实施例1:
一种用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂及使用方法，采取如下工艺步骤:
I)配置碱清洗添加剂:将0.1g司班-80、0.6g吐温-40、0.3g十二烷基聚乙二醇醚，加入去离子水中，得到100g碱清洗添加剂溶液。
[0020]2)配置碱清洗液:将1.5kg的NaOH溶于去离子水中，得到50kg碱溶液；将步骤I)制成的100g碱清洗添加剂溶于碱溶液中，得到碱清洗液。
[0021]3)碱清洗:将酸制绒后的多晶硅片浸入步骤2)制得的碱清洗液中进行表面碱清洗，碱清洗温度为25°C，碱清洗时间为25s。
[0022]将常规清洗和添加有本发明碱清洗添加剂后清洗后，进行效率比较。结果如表1所示。
[0023]表1
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【权利要求】
1.一种用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂，其特征在于，其组分包括:司班-80、吐温-40、十二烷基聚乙二醇醚和余量的水。
2.根据权利要求1所述的用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂，其特征在于，所述碱清洗添加剂中各组分的质量百分含量为:司班-80为0.1%~0.5%，吐温-40为0.6%~.2.5%，十二烷基聚乙二醇醚为0.3%~1.5%，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂，其特征在于，所述水为去离子水。
4.用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗液，其特征在于:其含有碱溶液和权利要求1-3中任意一项的用于多晶硅片酸制绒后的碱清洗添加剂，所述碱清洗添加剂与碱溶液的质量比为0.2~2:100,所述碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液。
5.根据权利要求4所述的用于多晶硅片的碱清洗液，其特征在于:所述碱溶液为3~.IOwt^的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。
6.根据权利要求4或5所述的多晶硅片的碱清洗方法，其特征在于:利用所述清洗液对多晶硅片进行表面清洗。
7.根据权利要求6所述的多晶硅片的碱清洗方法，其特征在于:所述表面碱清洗的碱清洗温度为25~45°C，清洗时间为10~30s。
8.根据权利要求7所述多晶硅片的碱清洗方法，其特征在于:其具体步骤包括: . 1)配置碱清洗添加剂:将质量百分比为0.1%~0.5%的司班-80、0.6%~2.5%的吐温-40、0.3%~1.5%的十二烷基聚乙二醇醚加入到余量的水中，混合均匀配成碱清洗添加剂； . 2)配置碱清洗液:将步骤I)制成的碱清洗添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成碱清洗液；所述碱清洗添加剂与碱溶液的质量比为0.2~2:100 ;所述碱溶液为无机碱或有机碱的水溶液； . 3)将酸制绒后的多晶硅片浸入步骤2)制得的碱清洗液中进行表面碱清洗，碱清洗温度为25~45°C，碱清洗时间为10~30s。
【文档编号】C11D10/02GK103614249SQ201310635957
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】张丽娟, 章圆圆, 王文鹏 申请人:常州时创能源科技有限公司