一种用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂、反应液及方法与应用与流程

本发明属于硅片加工，涉及一种用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂、反应液及方法与应用。

背景技术：

1、在太阳能电池制造领域，传统的生产技术依赖于硝酸与氢氟酸的混合酸刻蚀方法，旨在实现精确的边缘刻蚀与psg（磷硅玻璃）层的有效去除。psg层是由于在扩散过程中氧的通入，在硅片表面形成一层sio2，在高温下pocl3与o2形成的p2o5，部分p原子进入si取代部分晶格上的si原子形成n型半导体，部分则留在了sio2中形成psg。psg层的存在使得硅片在空气中表面容易受潮，导致电流的降低和功率的衰减。刻蚀抛光工艺在增强电池效率方面，通过逐步加深抛光程度，使得金字塔结构尖端趋于圆润，表面平滑度显著提升，从而在表面钝化与光电接触特性之间达到了微妙的平衡，促进了电池转换效率的提升。然而，鉴于其对环境造成的潜在影响，该工艺并非理想的长期解决方案。

2、碱刻蚀抛光技术作为一种替代方案，展现了其在环保与效能提升方面的双重优势。该技术不仅摒弃了传统工艺中对环境不友好的酸，实现了绿色生产，还显著提高了太阳能电池的转换效率。具体而言，碱刻蚀抛光过程能深度优化电池表面形貌，使金字塔结构的顶端完全平坦化，基底呈现规则的方形轮廓，表面平整度达到前所未有的水平。尽管这种高度平整化的表面增强了钝化效果，有利于减少载流子复合，但同时也伴随着接触电阻的显著增加，这在一定程度上制约了电池整体效率的进一步提升，导致总体效率相较于某些优化状态下的传统工艺有所降低。反射率越高代表塔基越平整，镀膜相对均匀，碱刻蚀抛光中添加添加剂是一种合适的方法。专利cn118240485a使用抛光剂、两性无机离子盐等复配添加剂，得到反射率为48.59%的硅片，但依然无法满足该领域对更高效率的追求。因此，在探索更高效、更环保的太阳能电池生产工艺时，如何在保持高钝化性能的同时，优化接触特性，成为了亟待解决的关键技术挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的在于如何优化硅片表面形貌，将制绒后硅片背面表面金字塔塔基圆化，提高钝化和降低接触电阻，从而提升电池效率，对此本发明提供了一种用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂、反应液及方法与应用来解决本领域内的这种需要。

2、一方面，本发明涉及一种用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂，以质量百分比计，所述添加剂由：消泡剂0.3~1.0%，修饰剂0.1~1.0%，促进剂0.1~1.0%，以及余量的去离子水构成；

3、所述消泡剂选自非离子型表面活性剂中的至少一种；

4、所述修饰剂选自含苯基的氧化磷类化合物、含苯基的酯类化合物中的至少一种；

5、所述促进剂选自具有氧化性的强碱弱酸盐、具有氧化性的硼酸盐中的至少一种。

6、进一步地，在本发明提供的用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂中，所述非离子型表面活性剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚；

7、所述含苯基的氧化磷类化合物为三苯基氧磷，所述含苯基的酯类化合物为邻甲基苯甲酸乙酯、邻苯二甲酸单苄酯；

8、所述具有氧化性的强碱弱酸盐为次氯酸钠、过碳酸钠，所述具有氧化性的硼酸盐为过硼酸钾。

9、进一步地，在本发明提供的用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂中，所述去离子水电阻率大于18mω。

10、另一方面，本发明涉及一种用于硅片碱刻蚀抛光的反应液，其由浓度为1~3wt%的碱溶液和所述添加剂混合得到。

11、进一步地，在本发明提供的用于硅片碱刻蚀抛光的反应液中，所述反应液中的碱溶液与所述添加剂的体积比为30~100:6。

12、进一步地，在本发明提供的用于硅片碱刻蚀抛光的反应液中，所述反应液中的碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

13、另一方面，本发明涉及一种含有圆化塔基结构的硅片的制备方法，包括：将经过制绒的硅片进行表面处理去除psg层，经过清洗后进行碱刻蚀抛光；所述碱刻蚀抛光包括：将硅片置于所述反应液中进行反应。

14、进一步地，在本发明提供的含有圆化塔基结构的硅片的制备方法中，所述碱刻蚀抛光的温度为60~80℃，时间为150s~300s。

15、另一方面，本发明涉及一种含有圆化塔基结构的硅片，其采用所述含有圆化塔基结构的硅片的制备方法制得。

16、进一步地，在本发明提供的含有圆化塔基结构的硅片中，所述含有圆化塔基结构的硅片的反射率不低于51%，塔基边长不高于9μm。

17、另一方面，本发明涉及所述用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂，或所述用于硅片碱刻蚀抛光的反应液在硅片碱刻蚀抛光中的应用，所述添加剂或所述反应液提高硅片的反射率。

18、与现有技术相比，本发明提供的技术方案至少具备以下有益效果或优点：

19、本发明使用消泡剂、修饰剂、促进剂等高分子绿色试剂，其作为添加剂用于硅片碱刻蚀抛光时，能够将硅片的反射率达到51%以上，并且硅片背面金字塔腐蚀平整，塔基圆化，与常规方块塔基不同，圆化后的塔基有着不错的钝化性能与低的接触电阻，可以通过提高短路电流最终达到提高效率的目的。

技术特征：

1.一种用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂，其特征在于，以质量百分比计，所述添加剂由：消泡剂0.3~1.0%，修饰剂0.1~1.0%，促进剂0.1~1.0%，以及余量的去离子水构成；

2.根据权利要求1所述的用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂，其特征在于，所述非离子型表面活性剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚；

3.根据权利要求1所述的用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂，其特征在于，所述去离子水电阻率大于18mω。

4.一种用于硅片碱刻蚀抛光的反应液，其特征在于，由浓度为1~3wt%的碱溶液和权利要求1~3任一项所述的添加剂混合得到。

5.根据权利要求4所述的用于硅片碱刻蚀抛光的反应液，其特征在于，所述反应液中的碱与所述添加剂的体积比为0.1~100:6。

6.根据权利要求4所述的用于硅片碱刻蚀抛光的反应液，其特征在于，所述反应液中的碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

7.一种含有圆化塔基结构的硅片的制备方法，包括：将经过制绒的硅片进行表面处理去除psg层，经过清洗后进行碱刻蚀抛光，其特征在于，所述碱刻蚀抛光包括：将硅片置于权利要求4~6任一项所述的反应液中进行反应。

8.根据权利要求7所述的含有圆化塔基结构的硅片的制备方法，其特征在于，所述碱刻蚀抛光的温度为60~80℃，时间为150s~300s。

9.一种含有圆化塔基结构的硅片，其特征在于，采用权利要求7~8任一项所述的含有圆化塔基结构的硅片的制备方法制得；

10.权利要求1~3任一项所述的添加剂，或权利要求4~6任一项所述的反应液在硅片碱刻蚀抛光中的应用，其特征在于，所述添加剂或所述反应液提高硅片的反射率。

技术总结本发明属于硅片加工技术领域，涉及一种用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂、反应液及方法与应用。本发明提供了一种用于硅片碱刻蚀抛光的添加剂，以质量百分比计，所述添加剂由：消泡剂0.3~1.0%，修饰剂0.1~1.0%，促进剂0.1~1.0%，以及余量的去离子水构成；所述消泡剂选自非离子型表面活性剂中的至少一种，所述修饰剂选自含苯基的氧化磷类化合物、含苯基的酯类化合物中的至少一种，所述促进剂选自具有氧化性的强碱弱酸盐、具有氧化性的硼酸盐中的至少一种。本发明提供的添加剂用于硅片碱刻蚀抛光时，能使得硅片背面金字塔腐蚀平整和塔基圆化，具备优异的钝化性能与较低的接触电阻，通过提高短路电流最终达到提高电池效率的目的。技术研发人员：张鹏伟,章浩然,唐丹江,曹丽慧,赵雅倩受保护的技术使用者：西安蓝桥新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2