[发明专利]一种Cu基纳米黑硅制绒添加剂制备方法

说明书

本发明提供了一种Cu基纳米黑硅制绒添加剂制备方法。所述制备方法如下：1)将铜化合物溶于乙醇溶液中，加入还原剂、分散剂后，搅拌、分散；2)加入硅烷偶联剂后反应；3)过滤、洗涤、干燥，粉碎、研磨、过筛，选取得到纳米铜颗粒；4)将得到的纳米铜颗粒与乙醇、还原剂、氨水混合，加去离子水补足，得到纳米制绒添加剂。本发明用纳米Cu颗粒作为金属辅助催化黑硅制绒添加剂主要原材料，用于黑硅制绒中能够大大降低物料成本，同时又有很好的制绒效果，形成绒面尺度小，均匀性好无色差。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造领域，具体涉及一种Cu基纳米黑硅制绒添加剂制备方法。

背景技术

黑硅(blacksilicon)是指几乎可以吸收所有可见光、反射率极低的硅表面或硅基薄膜，是最新研究发现的一种能大幅提高光电转换效率的新型半导体材料。与一般的硅材料相比，黑硅材料几乎能陷住所有的可见光，故外观看上去是黑色的；并且其表面结构为有序的锥形微结构，光子进入该结构后不会直接被反射出来，而是经过多次反射后进入到硅体里面，减少了光的反射，提高了光的利用率。由于黑硅材料具有优异的抗反射特性，因此在光伏领域有着重要的应用前景。

在光伏组件成本中，硅片成本占50％以上，硅片成本对光伏组件整体成本降低，从而加快平价上网的步伐有重要意义。采用金刚线切割多晶可有效降低硅片成本20％以上，有利于光伏产品降低成本，早日实现光伏平价上网。但金刚线切割晶体硅片，机械损伤小，不能形成有效的绒面成核中心，用传统酸制绒法后效果差，硅片反射率高、颜色不均匀，从而影响组件发电量。所以需要采用纳米制绒添加剂，应用于晶体硅片制绒工艺，形成纳米黑硅绒面，绒面均匀，工艺可控，反射率低。同时，通过对电池工艺整体匹配调整，解决扩散、镀膜、丝网印刷等等问题，实现电池效率提高。

制绒添加剂是指在单晶硅太阳能电池的制绒工艺过程中，添加有利于反应结果和产品性能的化学助剂。黑硅制绒纳米添加剂主要利用金属催化作用，在Ag/Si系统能量远低于硅的价带边缘，Ag从硅的价带中得到电子，从而被还原。

Ag⁺+e^-_VB→Ag^o(S)

Si+2H₂O→SiO₂+4H⁺+4e^-

H₂O₂继续氧化Ag颗粒下面的硅，加快上述反应的进行，同时二氧化硅被氢氟酸腐蚀溶解掉。

2H₂O₂+Si→SiO₂+2H₂O

SiO₂+6HF→H₂SiF₆+2H₂O

但现有黑硅制绒纳米添加剂多以Ag作为金属辅助催化制绒添加剂主要原材料，使得现在的制绒添加剂成本居高不下。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种Cu(铜)基纳米黑硅制绒添加剂的制备方法，用纳米Cu颗粒作为金属辅助催化黑硅制绒添加剂主要原材料，降低物料成本，同时又有很好的制绒效果，形成绒面尺度小，均匀性好无色差。

为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种Cu基纳米黑硅制绒添加剂的制备方法，所述制备方法如下：

1)将铜化合物溶于乙醇溶液中，加入还原剂、分散剂后，搅拌、分散；

2)加入硅烷偶联剂反应；

按照重量百分比，所述铜化合物、还原剂、分散剂、硅烷偶联剂的占比为10～20％、0.5～10％、10～50％、0.1～1％，其余为乙醇；