单晶硅片链式机台制绒用添加剂及其应用
技术领域
本发明涉及光伏领域，具体涉及一种单晶硅片链式机台制绒用添加剂及其应用。
背景技术
制绒是太阳能电池片生产工艺流程中的一道重要的环节，通过制绒工艺在单晶硅表面形成类似金字塔的四面体结构，该绒面结构可以使得入射光在硅片表面进行多次反射和折射，降低硅片表面的反射率，从而提高光电转换效率。
主流单晶制绒工艺以槽式制绒为主，制绒添加剂也以槽式添加剂为主。链式制绒机台比较槽式机台优点在于连续性生产高，批次稳定性更强。本专利的制绒添加剂能在更短制绒时间的基础上制得低反射率的制绒片，高光电转换效率意味着高品质的电池片产品，生产效率提高可以降低生产成本，这将在实现双重增益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单晶硅片链式机台制绒用添加剂及其应用，本发明添加剂可应用于单晶硅片链式机台制绒，制绒时间较常规工艺缩短50%以上，最短制绒时间可至240s，反应时间快，制绒添加剂计算至每片硅片的单耗量小，金字塔绒面尺寸均匀，降低企业生产成本；而且本发明添加剂采用环境友好型原料，无毒性，无腐蚀性，对人体和环境无危害。
为实现上述目的，本发明提供一种单晶硅片链式机台制绒用添加剂，其各组分的质量百分含量为：聚乙二醇0.1%～0.8%，丁醚类2%～6%，水杨酸钠0.05%～0.2%，丙酮酸钠1.5%～3.5%，余量为水。
优选的，所述聚乙二醇选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800中的一种或几种。
优选的，所述丁醚类选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或两种。
优选的，所述水为去离子水。
本发明还提供一种单晶硅片链式机台制绒用制绒液，其含有碱溶液和上述添加剂，添加剂与碱溶液的质量比为0.5～1.5:100，碱溶液为无机碱的水溶液。
优选的，所述碱溶液为1.0～3.0wt%的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。
本发明还提供一种单晶硅片链式机台制绒方法，利用上述制绒液对单晶硅片进行链式制绒。
优选的，上述单晶硅片链式机台制绒方法，其具体步骤包括：
1）配制添加剂：将质量百分含量为0.1%～0.8%的聚乙二醇、2%～6%的丁醚类，0.05%～0.2%的水杨酸钠，1.5%～3.5%的丙酮酸钠加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制制绒液：将步骤1）制成的添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成制绒液；添加剂与碱溶液的质量比为0.5～1.5:100；碱溶液为无机碱的水溶液；
3）链式制绒：将步骤2）制得的制绒液升温至85～95℃，将单晶硅片平铺在辊轮上在制绒液输出端下方匀速通过，制绒液由上至下匀速滴在硅片上，通过控制辊轮带速控制硅片通过时间，完成制绒；所得制绒片的反射率为12.0%～13.0%。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种单晶硅片链式机台制绒用添加剂及其应用，本发明添加剂可应用于单晶硅片链式机台制绒，制绒时间较常规工艺缩短50%以上，最短制绒时间可至240s，反应时间快，制绒添加剂计算至每片硅片的单耗量小，金字塔绒面尺寸均匀，降低企业生产成本；而且本发明添加剂采用环境友好型原料，无毒性，无腐蚀性，对人体和环境无危害。
聚乙二醇链段上含有大量的醚键，与硅片界面非常容易吸附，可以作为硅片表面与碱反应时的成核剂，硅与无机碱反应产生大量的氢气泡，丁醚加入体系后降低体系表面张力有利于氢气泡的脱除，水杨酸钠与丙酮酸钠在体系中作为形核修饰剂，辅助聚乙二醇反应形成绒面。
经链式机台短时制绒后的制绒片，经过酸洗后即可达到外观疏水状态，对比现有单晶槽式快速制绒添加剂，必须经过后清洗、酸洗工艺后才可外观疏水，工艺简单化，节约化学品，对于企业起到降本作用。
制绒片若表面过酸洗后仍是亲水，即表面含有一层薄薄的水膜，那么到了后道工艺扩散段，表面水膜烘干后残余的物质对于扩散工艺就会产生不利影响，进而影响整个制绒片的最终性能。
现有单晶槽式快速制绒添加剂，体系成分含有大量的水溶性高分子物质，制绒完成后硅片表面为Si-O键结合，同时残余的添加剂成分留在硅片表面，必须通过后清洗工艺，例如双氧水的作用下硅片表面氧化形成非常薄薄一层二氧化硅，再接着过HF 工艺去除这层二氧化硅，残余添加剂成分随着该氧化层一起被剥离，硅片表面为Si-H键，此时硅片表面则为完全疏水状态。
本发明添加剂中，聚乙二醇200、400、600或800这类物质分子量较低，在这个范围内一般将它定义为低聚物，远达不到高分子物质的范畴，其他类丁醚、水杨酸钠、丙酮酸钠均是小分子物质，所以经过本发明制绒后，无高分子类物质残留。
本发明添加剂制绒后，无高分子类物质添加剂残留，通过HF 工艺后硅片表面完全为Si-H 键结合，可以达到疏水状态。
具体实施方式
下面结合实施例，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。
本发明提供一种单晶硅片链式机台制绒方法，包括如下步骤：
1）配制添加剂：将质量百分含量为0.1%～0.8%的聚乙二醇、2%～6%的丁醚类，0.05%～0.2%的水杨酸钠，1.5%～3.5%的丙酮酸钠加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
所述聚乙二醇选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800中的一种或几种；
所述丁醚类选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或两种；
所述水优选为去离子水；
2）配制制绒液：将步骤1）制成的添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成制绒液；添加剂与碱溶液的质量比为0.5～1.5:100；碱溶液为1.0～3.0wt%的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液；
3）链式制绒：将步骤2）制得的制绒液升温至85～95℃，将单晶硅片平铺在辊轮上在制绒液输出端下方匀速通过，制绒液由上至下匀速滴在硅片上，通过控制辊轮带速控制硅片通过时间，完成制绒；所得制绒片的反射率为12.0%～13.0%。
本发明的具体实施例如下：
实施例1
一种单晶硅片链式机台制绒方法，包括如下步骤：
1）配制添加剂：将质量百分含量为0.3%的聚乙二醇200、3%的二乙二醇丁醚、0.05%的水杨酸钠、2.0%的丙酮酸钠加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制制绒液：将步骤1）制成的添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成制绒液；添加剂与碱溶液的质量比为1.5:100；碱溶液为1.8wt%的氢氧化钠溶液；
3）链式制绒：将步骤2）制得的制绒液升温至88℃，将单晶硅片平铺在辊轮上在制绒液输出端下方匀速通过，制绒液由上至下匀速滴在硅片上，控制硅片带速通过链式机台时间为240s，完成制绒。
实施例1所得制绒片的反射率为12.2%。
实施例2
一种单晶硅片链式机台制绒方法，包括如下步骤：
1）配制添加剂：将质量百分含量为0.5%的聚乙二醇400、2.1%的乙二醇丁醚、0.15%的水杨酸钠、2.5%的丙酮酸钠加入到余量的去离子水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制制绒液：将步骤1）制成的添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成制绒液；添加剂与碱溶液的质量比为2:100；碱溶液为2.0wt%的氢氧化钠溶液；
3）链式制绒：将步骤2）制得的制绒液升温至90℃，将单晶硅片平铺在辊轮上在制绒液输出端下方匀速通过，制绒液由上至下匀速滴在硅片上，控制硅片带速通过链式机台时间为240s，完成制绒。
实施例2所得制绒片的反射率为12.5%。
实施例3
一种单晶硅片链式机台制绒方法，包括如下步骤：
1）配制添加剂：将质量百分含量为0.8%的聚乙二醇800、3%的二乙二醇丁醚、0.1%的水杨酸钠、1%的丙酮酸钠加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制制绒液：将步骤1）制成的添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成制绒液；添加剂与碱溶液的质量比为2:100；碱溶液为2.5wt%的氢氧化钾溶液；
3）链式制绒：将步骤2）制得的制绒液升温至92℃，将单晶硅片平铺在辊轮上在制绒液输出端下方匀速通过，制绒液由上至下匀速滴在硅片上，控制硅片带速通过链式机台时间为240s，完成制绒。
实施例3所得制绒片的反射率为12.8%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
