
本發(fā)明屬于新能源領(lǐng)域,特別涉及一種用于多晶硅片表面酸制絨優(yōu)化劑的化學(xué)組合物,還涉及該優(yōu)化劑化學(xué)組合物在制備用于砂漿線或金剛線切割多晶硅片制絨的酸性制絨液中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
:硅片表面入射光的反射大大降低了硅太陽能電池的效率(電流)。如果硅電池片表面不進(jìn)行減反射處理,那么,大約40%的太陽光將會失去。這種抗反射效果在整個太陽能譜和在各種各樣的入射光角度必須是有效的。目前,在晶體硅光伏電池上的減反射通過幾個不同的技術(shù)。對于單晶硅,各向異性(金字塔)絨面蝕刻硅單晶的反射率減少到大約5-15%上面向100單結(jié)晶硅,但主要在接近90°角的入射光而不是低入射角的反射率。這種技術(shù)也會消耗大量的硅材料,使它無法實(shí)際應(yīng)用于薄膜硅太陽能電池。對于多晶硅,采用酸性各向同性腐蝕方法得到小坑狀絨面,使表面反射率減少至15-20%。隨著硅片切割技術(shù)的發(fā)展,金剛線切割硅片技術(shù)由于其成本和環(huán)保優(yōu)勢將取代砂漿線成為硅片生產(chǎn)工藝的主流。然而,金剛線切割多晶硅片制絨成為約束約束金剛線切割多晶硅在電池制造中推廣的主要因素。金剛線切割多晶硅片無法用常規(guī)方法得到表面均勻的絨面。對金剛線切割硅片制絨曾有不同的嘗試。專利cn104328503a公開了一種金剛線切割的多晶硅的制絨方法,其主要特征在于采用混合酸溶液對硅片表面進(jìn)行處理,使硅片表面形成多孔結(jié)構(gòu)。專利cn104962998a提供一種基于金剛線切割的硅片的制絨預(yù)處理方法,其包括如下步驟:a)將濃氫氟酸溶液、過氧化氫溶液、金屬鹽和水混合得到預(yù)處理液;b)將金剛線切割的硅片置于所述預(yù)處理液中進(jìn)行預(yù)處理a,直到基本去除硅片上的切割紋。專利cn104576830提供了一種金剛線切割多晶硅片的制絨預(yù)處理液,所述制絨處理液包括第一處理液和第二處理液a或b,第一處理液為濃氫氟酸、雙氧水、金屬鹽和水的混合溶液,所述處理液a包括硝酸和強(qiáng)堿,所述處理液b為硝酸、濃氫氟酸和水的混合溶液;上述預(yù)處理方法對金剛線切割硅片的制絨產(chǎn)生很大改進(jìn)作用,但是得到的硅片電池在表面均勻性和降反射率方面與砂漿線切割多晶硅相比仍然有顯著差異。專利cn105304734提供了一種多晶硅片制絨輔助劑及其應(yīng)用方法,該輔助劑由銀誘導(dǎo)劑、氧化劑、緩沖劑、分散劑以及去離子水組成。將該輔助劑加入由濃氫氟酸和硝酸混合液組成的傳統(tǒng)的各向同性制絨液中,然后將多晶硅片浸入該制絨液中,硅片表面將發(fā)生各向同性腐蝕和各向異性腐蝕,從而得到了反射率低于10%的同向腐蝕坑和異向倒金字塔形貌共存的硅表面。cn104393114公開了一種微納復(fù)合絨面結(jié)構(gòu)的多晶黑硅制備方法,首先將多晶硅片置入腐蝕溶液中,制備獲得具有微米絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅片;然后將其置入金屬離子化合物溶液中在微米絨面上沉積金屬納米顆粒,接著將其置于刻蝕溶液中進(jìn)行刻蝕獲得具有微納復(fù)合絨面結(jié)構(gòu)的多晶硅片;清洗去除表面殘留的金屬顆粒后,最后將其置于堿性溶液進(jìn)行微納復(fù)合絨面結(jié)構(gòu)修正刻蝕。然而,以上這些方法除了使用成本很高外,并且有金屬離子的引入,在均勻性和電性能方面存在其局限性,制絨后絨面的色差(特別是不同界面間的色差)大,無法產(chǎn)業(yè)化。目前廣泛應(yīng)用的酸性各向同性制絨工藝的酸性腐蝕液是由氫氟酸(hf)、硝酸(hn03)和純水按一定的比例混合而成。該方法中硝酸的作用是氧化硅表面,而氫氟酸的作用是不斷去除硅表面的氧化層。這種工藝的最大特點(diǎn)是非常簡單,但是無法直接應(yīng)用到金剛線切割硅片上。主要問題是制絨后反射率高,絨面的均勻性很差,絨面的色差(特別是不同界面間的色差)大,特別是硅電池的轉(zhuǎn)換效率不高等等。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:發(fā)明目的:本發(fā)明的第一目的是提供一種用于多晶硅片酸性制絨的優(yōu)化劑的化學(xué)組合物,其可用作酸性多晶硅片的表面制絨,從而得到表面均勻的絨面。本發(fā)明的第二目的是提供上述優(yōu)化劑化學(xué)組合物在制備用于砂漿線或金剛線切割多晶硅片酸性制絨液中的應(yīng)用。技術(shù)方案:本發(fā)明提供的多晶硅片酸制絨優(yōu)化劑的化學(xué)組合物,該組合物為水溶液,溶質(zhì)為:(1)具有噻二唑嗡鹽結(jié)構(gòu)單元的聚合物;(2)多元醇或其衍生物。作為優(yōu)選,所述具有噻二唑嗡鹽結(jié)構(gòu)單元的聚合物的重量百分?jǐn)?shù)為0.05-5%,優(yōu)選地,為0.1-3.0%;所述具有噻二唑嗡鹽結(jié)構(gòu)單元的聚合物其結(jié)構(gòu)形式如(i)所示:其中,r選自2-8個碳原子的烷氧基、1-10個碳原子的烷基或取代烷基;n為2以上的整數(shù)。作為另一種優(yōu)選,r選自1-5個碳原子的烷基;r選自1-4個碳原子的含羥基的烷基。作為另一種優(yōu)選,所述多元醇或其衍生物的重量百分?jǐn)?shù)為0.0001-15%,優(yōu)選地,為0.01-5%。作為另一種優(yōu)選,所述多元醇或其衍生物為分子量為400-20000的聚乙二醇。作為另一種優(yōu)選,水溶液的溶劑為去離子水。本發(fā)明還提供了上述多晶硅片酸制絨優(yōu)化劑的化學(xué)組合物在砂漿線或金剛線切割多晶硅片酸制絨中的應(yīng)用。所述應(yīng)用,包括以下步驟:將權(quán)利要求1所述的多晶硅片酸制絨優(yōu)化劑的化學(xué)組合物加入氫氟酸-硝酸混合溶液中,得酸性制絨液;將砂漿線或金剛線切割多晶硅片浸入到該酸性制絨液中制絨。所述應(yīng)用,包括以下步驟:所述多晶硅片酸制絨優(yōu)化劑的化學(xué)組合物和氫氟酸-硝酸混合溶液的質(zhì)量比為(0.5-5):100;所述氫氟酸-硝酸混合溶液中,氫氟酸的質(zhì)量百分比濃度為5-15%,硝酸的質(zhì)量百分比濃度為35-75%。所述應(yīng)用,制絨溫度為5-20℃,制絨時(shí)間為60-300s。有益效果:本發(fā)明提供的化學(xué)組合物制備和使用方法簡單、容易實(shí)施、重復(fù)性好,其用于砂漿線或金剛線切割多晶硅制絨時(shí),制絨效果明顯的提高,制得的硅片容面均勻并且反射率低,硅片鍍膜后的外觀顏色均勻,與未加入輔助化學(xué)組合物時(shí)相比絨面的均勻性得到明顯提高。附圖說明圖1為未制絨的太陽能電池用金剛線切割多晶硅片表面的顯微鏡平面圖。圖2為采用未加入本發(fā)明的優(yōu)化劑化學(xué)組合物的混合酸溶液進(jìn)行太陽能電池用金剛線切割多晶硅片制絨表面的顯微鏡平面圖。圖3為對采用加入制絨液zhw04的混合酸溶液進(jìn)行太陽能電池用金剛線切割多晶硅片制絨的表面的顯微鏡平面圖。圖4為采用未加入本發(fā)明的優(yōu)化劑化學(xué)組合物的混合酸溶液制絨得到的太陽能電池用金剛線切割多晶硅片鍍膜后的顯微鏡平面圖。圖5為采用加入制絨液zhw04的混合酸溶液制絨得到的太陽能電池用金剛線切割多晶硅片鍍膜后的顯微鏡平面圖。圖6顯示了對采用加入制絨液zhw09的混合酸溶液進(jìn)行砂漿線切割多晶硅片制絨的表面形貌的顯微鏡平面圖。文獻(xiàn)參考cn102816297a,基于聯(lián)苯并噻二唑的聚合物及其制備方法和應(yīng)用錢雁冰,新型含噻唑環(huán)共軛聚合物的合成、結(jié)構(gòu)與性能,《寧波大學(xué)》,2012具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解,在閱讀了本發(fā)明的內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改,這些等價(jià)形式同樣適用于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1制備一批多晶硅片酸制絨優(yōu)化劑的化學(xué)組合物,其配方見表1。表1以上的組合物中,余量為去離子水。實(shí)施例2配置酸性制絨液:實(shí)施例3將砂漿線或金剛線切割多晶硅片浸入到實(shí)施例2的酸性制絨液中制絨,制絨溫度為5-20℃,制絨時(shí)間為60-300s。例如:(1)取太陽能電池用金剛線切割多晶硅片,分別浸入到酸性制絨液中進(jìn)行制絨,制絨條件:實(shí)例編號制絨液制絨溫度℃制絨時(shí)間s01zry011018002zry021518003zry031018004zry041518005zry051018006zry061518007zry071018008zry081518009zry091018010zry10206011zry11530012zry122012013zry135240圖1顯示了未制絨的太陽能電池用金剛線切割多晶硅片表面形貌,其呈現(xiàn)非常不均勻的表面形貌。圖2顯示了采用未加入本發(fā)明的優(yōu)化劑化學(xué)組合物的混合酸溶液進(jìn)行太陽能電池用金剛線切割多晶硅片制絨的表面形貌,其表面均勻性很差。圖3顯示了對采用加入制絨液zhw04的混合酸溶液進(jìn)行太陽能電池用金剛線切割多晶硅片制絨的表面形貌,其表面均勻性非常好;采用制絨液zry01-zry13均獲得了一樣的結(jié)果。由圖1至3可知,采用本發(fā)明的制絨液制絨形成的腐蝕絨面分布比較均勻。圖4顯示了采用未加入本發(fā)明的優(yōu)化劑化學(xué)組合物的混合酸溶液制絨得到的太陽能電池用金剛線切割多晶硅片的后續(xù)鍍膜工藝,可以明顯看到常規(guī)制絨工藝得到的電池片存在嚴(yán)重色差,將無法投入生產(chǎn)使用。圖5顯示了采用加入制絨液zhw04的混合酸溶液制絨得到的太陽能電池用金剛線切割多晶硅片的后續(xù)鍍膜工藝,很顯然,得到的鍍膜電池片表面具有良好的均勻性。圖6顯示了對采用加入制絨液zhw09的混合酸溶液進(jìn)行砂漿線切割多晶硅片制絨的表面形貌,其表面均勻性非常好;采用制絨液zry01-zry13均獲得了一樣的結(jié)果。以上已經(jīng)充分表明了本發(fā)明的具體實(shí)施方式。需要指出的是,熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的具體實(shí)施方式所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地,本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實(shí)施方式。當(dāng)前第1頁12