[发明专利]一种金刚线切割单晶硅片用制绒剂及其制备方法

说明书

本发明涉及光伏电池硅片制造过程技术领域，具体涉及一种金刚线切割单晶硅片用制绒剂及其制备方法。本发明的制绒剂通过聚乙二醇、全氟类表面活性剂、含胺类表面活性剂、糖类化合物、乙二醇单丁醚、成核剂、没食子酸酯、N甲基吡咯烷酮、苯甲酸钠、萘磺酸盐甲醛缩合物和去离子水协同复配，减缓了制绒过程中碱溶液腐蚀硅片的速率，制绒后单晶硅片微观金字塔尺寸大小均匀，金字塔尺寸大小在1～4μm之间，硅片反射率低。此外，通过加入萘磺酸盐甲醛缩合物与体系其他组分协同配合，也增强了制绒剂的耐用性和存放稳定性，实用性佳。

技术领域

本发明涉及光伏电池硅片制造过程技术领域，具体涉及一种金刚线切割单晶硅片用制绒剂及其制备方法。

背景技术

为了制备出高性能、高效率的太阳能电池，首先应对单晶硅片表面进行织构化处理。单晶硅片织构化一般是利用低浓度的碱溶液对硅片进行腐蚀，使得硅片表面形成微米级金字塔式的绒面结构，这种绒面结构可以使得入射光能够在上面进行多次的反射和折射，改变入射光在硅中的前进方向，延长了光程。单晶硅片制绒所使用的碱溶液一般为无机碱氢氧化钠、氢氧化钾溶液以及有机碱四甲基氢氧化铵等。

为了增强硅片的陷光作用，对各项异性腐蚀所制得的金字塔形状、尺寸大小也有一定的要求。一般来说，在制绒过程中，所制得的金字塔越均匀，尺寸越小，对提高后续电池的效能有着至关重要的作用。目前，用于光伏太阳能电池板硅锭的切割方式主要有砂浆切割和金刚线条切割两种。相比于金刚线切割来说，砂浆切割速率低，在切割过程中由于磨损作用会产生大量的砂浆，污染较大，后续回收流程更繁琐，因而导致砂浆切割的单晶硅片的成本比金刚线切割的要高，所以目前企业一般比较青睐于使用金刚线切割的单晶硅片进行制绒。但是，金刚线切割硅片表面损伤更小，相对于砂浆硅片来说，碱液跟金刚线硅片表面的反应速率要更慢，因此导致制绒时间的增加并且表面残留物对制绒效果的影响更为显著，一旦制绒过程控制不好，就会导致制绒后硅片微表面金字塔结构尺寸大小不均匀、发白、雨点和白斑等现象的产生，进而大大影响到后续制备得到的电池片的光电转换效率，严重的还会导致电池短路。

中国专利CN102337595 A公开了一种小绒面单晶硅太阳电池制绒促进剂，该制绒剂包括以下组分及重量百分比含量：丙酮酸甲脂0.01-5％、维生素C0.01-5％、草酸0.01-3％、乳酸0.01-5％、异丙醇0.1-2％、碱0.1-2％，与现有技术相比，该制绒剂可以使单晶硅太阳电池表面的绒面大小基本控制在1-5μm之内，提高了单晶制绒的工艺稳定性和一致性。但是，该制绒促进剂配方中使用了异丙醇，由于制绒温度和异丙醇的沸点很接近，在制绒过程极容易挥发，挥发的有机蒸汽不仅会损害工人的健康而且会使得溶液的表面张力在反应过程中不断降低，导致制备得到的硅片批次之间差异较大，硅片微观表面金字塔尺寸较大且不均匀，硅片的残次率较高。

中国专利CN104576831A公开一种单晶硅片无醇制绒工艺及其制绒添加剂,该制绒添加剂由木质素磺酸钠、季戊四醇、三乙醇胺和去离子水组成，虽然该制绒剂在砂浆切割单晶硅片上的制绒效果还可以，但是用在金刚线切割硅片上会产生大量雨点、白斑等现象，而且该制绒添加剂在存放一段时间后会产生少量的沉淀或絮状物。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种金刚线切割单晶硅片用制绒剂及其制备方法。

本发明提供了一种金刚线切割单晶硅片用制绒剂，包括以下重量份的组分：聚乙二醇0.01～10份、全氟类表面活性剂0.1～3份、含胺类表面活性剂0.1～5份、糖类化合物0.05～1份、乙二醇单丁醚0.3～5份、成核剂0.1～5份、没食子酸酯0.05～1.5份、N甲基吡咯烷酮10～35份、苯甲酸钠0.1～2份、萘磺酸盐甲醛缩合物0.001～0.2份和去离子水20～60份。