一種晶硅太陽能電池用制絨液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種晶體硅太陽能電池用制絨液及其制備方法，以重量份計，組份包括5份～30份的硝酸；1份～20份的氫氟酸；50份～95份的去離子水；0.01份～2份的添加劑。方法包括：將硝酸、氫氟酸、去離子水及添加劑加入調(diào)配罐內(nèi)形成混合液；將混合液進行過濾并分裝以制得成品。采用本發(fā)明可以制絨液的純度，以提高硅片的效能。
【專利說明】—種晶硅太陽能電池用制絨液及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種晶體硅太陽能電池用制絨液及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電子化學品一般是指為電子工業(yè)配套的專用化學品，本項目電子化學品主要包括集成電路和分立器件用化學品、晶體硅太陽能用化學品和平板顯示用化學品等，其具有質(zhì)量要求高、功能性強、對生產(chǎn)及使用環(huán)境潔凈度要求高和產(chǎn)品更精純。
[0003]太陽能電池也稱光伏電池，是一種將太陽能的光能直接轉(zhuǎn)化為電電能的半導體器件。由于它是綠色環(huán)保產(chǎn)品，不會引起環(huán)境污染，而且是可再生資源，所以在當今能源短缺的情形下，太陽能電池是一種具有廣闊發(fā)展前途的新型能源。
[0004]目前，太陽能電池片的制備工藝已經(jīng)標準化，其主要步驟如下:
[0005]1.制絨:通過化學反應使原本光亮的硅片表面(包括正面和背面)形成凸凹不平的結(jié)構(gòu)以延長在其表面的傳播路徑，從而提高太陽能電池片對光的吸收效率。
[0006]2.擴散制結(jié):P型娃片在擴散后表面變成N型,形成PN結(jié),使得娃片具有光伏效應。擴散的濃度、深度以及均勻性直接影響太陽能電池片的電性能，擴散進雜質(zhì)的總量用方塊電阻來衡量，雜質(zhì)總量越小，方塊電阻越大。
[0007]3.周邊刻蝕:該步驟的目的在于去掉刻蝕制結(jié)時在硅片邊緣形成的將PN結(jié)兩端短路的導電層。
[0008]4.沉積減反射膜:目前主要有兩類減反射膜，氮化硅膜和氧化鈦膜，主要起減反射和鈍化作用。
[0009]5.印刷電極。
[0010]6.燒結(jié):使印刷的電極與硅片之間形成合金。
[0011]在太陽能電池片的主要制備工藝中，制絨工藝是第一步工藝，其主要作用是去除硅片表面的損傷層，以及在其表面形成良好的絨面，增加對光的吸收，同時保證后續(xù)的擴散制結(jié)、沉積減反射膜等工藝，進而保證絲網(wǎng)燒結(jié)后太陽能電池的效率。所以經(jīng)過制絨工藝后的硅片表面的大小、形態(tài)、均勻度以及硅片表面的光亮程度對整個太陽能電池片的生產(chǎn)和其最終轉(zhuǎn)換效率有著至關(guān)重要的影響?，F(xiàn)有技術(shù)中，制絨液中金屬的含量較高，從而影響著硅片的效能。
[0012]有鑒于此，如何設計一種滿足太陽能制絨工藝用的晶體硅制絨液，以提高其純度，從而增加硅片的效能，是業(yè)內(nèi)人士亟需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]針對現(xiàn)有技術(shù)中，太陽能電池片的硅晶制絨液中金屬的含量較大，會嚴重影響硅片的效能，并且對環(huán)境的污染也較大等缺陷，本發(fā)明提供了一種晶體硅太陽能電池用制絨液及其制備方法。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種晶體硅太陽能電池用制絨液，其中，以重量份計，包括:
[0015]5份?30份的硝酸；
[0016]I份?20份的氫氟酸；
[0017]50份?95份的去離子水；以及
[0018]0.01份?2份的添加劑。
[0019]優(yōu)選的，所述添加劑是有機酸。
[0020]優(yōu)選的，所述有機酸為羧酸、磺酸、鹵代酸中的一種或兩種。
[0021]優(yōu)選的，所述硝酸的質(zhì)量濃度為65?75%。
[0022]優(yōu)選的，所述硝酸的質(zhì)量濃度為70%。
[0023]優(yōu)選的，所述氫氟酸的質(zhì)量濃度為45?55%。
[0024]優(yōu)選的，所述氫氟酸的質(zhì)量濃度為49%。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種上述晶體硅太陽能電池用制絨液的制備方法，其中，包括以下步驟:
[0026](a)將所述硝酸、所述氫氟酸、所述去離子水及所述添加劑加入調(diào)配罐內(nèi)形成混合液；以及
[0027](b)將所述混合液進行過濾并分裝以制得成品。
[0028]優(yōu)選的，所述步驟(b)中通過多級循環(huán)膜過濾進行過濾。
[0029]優(yōu)選的，所述多級循環(huán)膜的材質(zhì)為聚四氟乙烯膜。
[0030]本發(fā)明的優(yōu)點是:在制絨工藝中通過多級循環(huán)膜進行過濾，使制絨液中的金屬含量達到PPb級，提高了制絨液的純度，從而提高硅片的效能，并且采用新型工藝減少了反應時間，蝕刻后絨面能夠更小更均勻，并徹底放棄IPA的使用，減少了對環(huán)境的污染。

【具體實施方式】
[0031]下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0032]實施例1
[0033]預先自制質(zhì)量濃度為70%的硝酸和質(zhì)量濃度為49%的氫氟酸，70%的硝酸是由發(fā)煙硝酸通過高效精餾提純(設備材質(zhì)為石英)，其金屬離子控制在1PPb以內(nèi)，經(jīng)過精密混配調(diào)控其含量，最后經(jīng)多級膜循環(huán)過濾得70%質(zhì)量濃度的硝酸。49%質(zhì)量濃度的氫氟酸是由液態(tài)HF氣體通過低溫常壓精餾(20°C )(精餾設備為特氟龍反應釜)，經(jīng)去離子水吸收的初品氫氟酸，通過精密混配及特氟龍膜循環(huán)過濾得獲得。取去離子水50kg，加入70%質(zhì)量濃度的硝酸5kg,在攪拌下加入49%質(zhì)量濃度的氫氟酸Ikg,并加入輕酸0.0lkg,開啟磁力泵充分攪勻I小時，通過多級膜循環(huán)過濾既得本產(chǎn)品。多級膜為不帶電荷的聚四氟乙烯膜。
[0034]實施例2
[0035]預先自制質(zhì)量濃度為65%的硝酸和質(zhì)量濃度為45%的氫氟酸，65%的硝酸是由發(fā)煙硝酸通過高效精餾提純(設備材質(zhì)為石英)，其金屬離子控制在1PPb以內(nèi)，經(jīng)過精密混配調(diào)控其含量，最后經(jīng)多級膜循環(huán)過濾得65%質(zhì)量濃度的硝酸。45%質(zhì)量濃度的氫氟酸是由液態(tài)HF氣體通過低溫常壓精餾(15°C )(精餾設備為特氟龍反應釜)，經(jīng)去離子水吸收的初品氫氟酸，通過精密混配及特氟龍膜循環(huán)過濾得獲得。取去離子水95kg，加入65%質(zhì)量濃度的硝酸30kg，在攪拌下加入45%質(zhì)量濃度的氫氟酸20kg，并加入磺酸2kg，開啟磁力泵充分攪勻1.8小時，通過多級膜循環(huán)過濾既得本產(chǎn)品。多級膜為帶電荷的聚四氟乙烯膜。
[0036]實施例3
[0037]預先自制質(zhì)量濃度為75%的硝酸和質(zhì)量濃度為55%的氫氟酸，75%的硝酸是由發(fā)煙硝酸通過高效精餾提純(設備材質(zhì)為石英)，其金屬離子控制在1PPb以內(nèi)，經(jīng)過精密混配調(diào)控其含量，最后經(jīng)多級膜循環(huán)過濾得75%質(zhì)量濃度的硝酸。55%質(zhì)量濃度的氫氟酸是由液態(tài)HF氣體通過低溫常壓精餾(25°C )(精餾設備為特氟龍反應釜)，經(jīng)去離子水吸收的初品氫氟酸，通過精密混配及特氟龍膜循環(huán)過濾得獲得。取去離子水70kg，加入75%質(zhì)量濃度的硝酸18kg,在攪拌下加入55%質(zhì)量濃度的氫氟酸1kg,并加入鹵代酸Ikg,開啟磁力泵充分攪勻1.5小時，通過多級膜循環(huán)過濾既得本產(chǎn)品。多級膜為不帶電荷的聚四氟乙烯膜。
[0038]實施例4
[0039]預先自制質(zhì)量濃度為75%的硝酸和質(zhì)量濃度為45%的氫氟酸，75%的硝酸是由發(fā)煙硝酸通過高效精餾提純(設備材質(zhì)為石英)，其金屬離子控制在1PPb以內(nèi)，經(jīng)過精密混配調(diào)控其含量，最后經(jīng)多級膜循環(huán)過濾得75%質(zhì)量濃度的硝酸。45%質(zhì)量濃度的氫氟酸是由液態(tài)HF氣體通過低溫常壓精餾(18°C )(精餾設備為特氟龍反應釜)，經(jīng)去離子水吸收的初品氫氟酸，通過精密混配及特氟龍膜循環(huán)過濾得獲得。取去離子水50kg，加入75%質(zhì)量濃度的硝酸18kg，在攪拌下加入45%質(zhì)量濃度的氫氟酸10kg，并加入總質(zhì)量為0.0lkg的羥酸和鹵代酸，開啟磁力泵充分攪勻1.5小時，通過多級膜循環(huán)過濾既得本產(chǎn)品。多級膜為帶電荷的聚四氟乙烯膜。
[0040]實施例5
[0041]預先自制質(zhì)量濃度為65%的硝酸和質(zhì)量濃度為55%的氫氟酸，65%的硝酸是由發(fā)煙硝酸通過高效精餾提純(設備材質(zhì)為石英)，其金屬離子控制在1PPb以內(nèi)，經(jīng)過精密混配調(diào)控其含量，最后經(jīng)多級膜循環(huán)過濾得65%質(zhì)量濃度的硝酸。55%質(zhì)量濃度的氫氟酸是由液態(tài)HF氣體通過低溫常壓精餾(20°C)(精餾設備為特氟龍反應釜)，經(jīng)去離子水吸收的初品氫氟酸，通過精密混配及特氟龍膜循環(huán)過濾得獲得。取去離子水80kg，加入65%質(zhì)量濃度的硝酸28kg，在攪拌下加入55%質(zhì)量濃度的氫氟酸15kg，并加入總質(zhì)量為1.5kg的羥酸和磺酸，開啟磁力泵充分攪勻1.5小時，通過多級膜循環(huán)過濾既得本產(chǎn)品。多級膜為不帶電荷的聚四氟乙烯膜。
[0042]實施例6
[0043]預先自制質(zhì)量濃度為72%的硝酸和質(zhì)量濃度為52%的氫氟酸，72%的硝酸是由發(fā)煙硝酸通過高效精餾提純(設備材質(zhì)為石英)，其金屬離子控制在1PPb以內(nèi)，經(jīng)過精密混配調(diào)控其含量，最后經(jīng)多級膜循環(huán)過濾得72%質(zhì)量濃度的硝酸。52%質(zhì)量濃度的氫氟酸是由液態(tài)HF氣體通過低溫常壓精餾(8°C)(精餾設備為特氟龍反應釜)，經(jīng)去離子水吸收的初品氫氟酸，通過精密混配及特氟龍膜循環(huán)過濾得獲得。取去離子水95kg，加入72%質(zhì)量濃度的硝酸5kg,在攪拌下加入52%質(zhì)量濃度的氫氟酸65kg,并加入鹵代酸0.05kg,開啟磁力泵充分攪勻1.8小時，通過多級膜循環(huán)過濾既得本產(chǎn)品。多級膜為帶電荷的聚四氟乙烯膜。
[0044]本發(fā)明的優(yōu)點是:在制絨工藝中通過多級循環(huán)膜進行過濾，使制絨液中的金屬含量達到PPb級，提高了制絨液的純度，從而提高硅片的效能，并且采用新型工藝減少了反應時間，蝕刻后絨面能夠更小更均勻，并徹底放棄IPA的使用，減少了對環(huán)境的污染。
[0045]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種晶體硅太陽能電池用制絨液，其特征在于，以重量份計，包括: 5份?30份的硝酸； I份?20份的氫氟酸； 50份?95份的去離子水；以及 0.01份?2份的添加劑。
2.如權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池用制絨液，其特征在于，所述添加劑是有機酸。
3.如權(quán)利要求2所述的晶體硅太陽能電池用制絨液，其特征在于，所述有機酸為羧酸、磺酸、鹵代酸中的一種或兩種。
4.如權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池用制絨液，其特征在于，所述硝酸的質(zhì)量濃度為65?75%。
5.如權(quán)利要求4所述的晶體硅太陽能電池用制絨液，其特征在于，所述硝酸的質(zhì)量濃度為70%。
6.如權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池用制絨液，其特征在于，所述氫氟酸的質(zhì)量濃度為45?55%。
7.如權(quán)利要求6所述的晶體硅太陽能電池用制絨液，其特征在于，所述氫氟酸的質(zhì)量濃度為49%。
8.—種如權(quán)利要求1至7任一項所述的晶體硅太陽能電池用制絨液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (a)將所述硝酸、所述氫氟酸、所述去離子水及所述添加劑加入調(diào)配罐內(nèi)形成混合液；以及 (b)將所述混合液進行過濾并分裝以制得成品。
9.如權(quán)利要求8所述的晶體硅太陽能電池用制絨液的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)中通過多級循環(huán)膜過濾進行過濾。
10.如權(quán)利要求9所述的晶體硅太陽能電池用制絨液的制備方法，其特征在于，所述多級循環(huán)膜的材質(zhì)為聚四氟乙烯膜。
【文檔編號】C30B33/10GK104278330SQ201310274731
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】殷福華, 邵勇, 朱龍 申請人:江陰江化微電子材料股份有限公司