简介

作用机理

主要成份

制绒工艺对表面活性剂的要求

简介

英文：　Monocrystalline silicon system flocking additives

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。使用添加剂的制绒液配方中含有机溶剂1—1.5%（常规配方5—6%），添加剂用量为0.01—0.02%。相比常规配方，使用添加剂的制绒工艺成本大大降低（一吨的制绒液仅需添加100-200g添加剂），生产效率提高（制绒时间由25分钟缩短至15分钟），电池性能提高（所得绒面≤0.3um，全光谱反射率≤11%）。

作用机理

制绒的主要化学反应是：

Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑

硅片制绒生产过程中，溶液失效是生产工艺波动的根本主要原因，失效的原因在于反应过程中NaOH的不断消耗和Na2SiO3的不断产生，导致反应物-OH浓度降低，且硅片表面无法与其获得足够的接触速率；而且由于反应在高温80~90度左右进行，往往发生剧烈反应产生大量气泡，且所得绒面并不理想。传统工艺一般是通过添加硅酸钠和IPA（异丙醇）来抑制反应的进行，控制反应速率，从而得到比较好的绒面状态。最新工艺一般是通过在溶液中添加助剂以达到促进Si与-OH的接触速率，从而稳定溶液体系，延长溶液失效周期，稳定工艺，拓宽工艺容差范围。

制绒添加剂含有特殊功能的表面活性剂，它的加入可以改善制绒液与硅片表面的润湿性，且制绒添加剂对腐蚀液中OH-离子从腐蚀液向反应界面的输运过程具有缓冲作用，使得大批量腐蚀加工单晶硅金字塔绒面时，溶液中NaOH含量具有较宽的工艺范围，有利于提高产品工艺加工质量的稳定性。

主要成份

制绒添加剂一般为碱性，主要成分是水、IPA、NaOH、弱酸盐以及若干表面活性剂组成。

典型配方如下：

以质量比计为：氢氧化钠0．1%～3%，异丙醇2%～10%，添加剂0．01%～2%，其余为水；其中添加剂的配方以质量比计为：葡萄糖、葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钾0．001%～3%，聚氧乙烯醚100ppb～8000ppb，乳酸钠或柠檬酸钠0．001%～2%，丙二醇0．001%～2%，硅酸钠0．01%～6%，碳酸钠或碳酸氢钠0．001%～2%，其余为水。将单晶硅片放入制绒液中反应，控制反应温度为70℃～90℃，反应时间为10min～30min。

制绒工艺对表面活性剂的要求

制绒添加剂中使用的表面活性剂需满足如下要求：

1)具有较小的降低表面张力和界面张力的能力；

2)渗透力强；

3)形成泡沫能力差；

4)具有很好的乳化性和乳化稳定性：

5)具有优良的分散性：

6)易生物降解。

7)耐高温（75~90度）

8)耐强碱（PH=14）

因此，可以选择非离子表面活性剂，能够降低溶液的表面张力，让制绒反应更均匀，从而可以使得硅片生成细密、均匀的金字塔；可以减少常规有机溶剂（异丙醇、无水乙醇等）的用量，大大减少溶剂挥发所造成的作业环境污染和废水处理费用，降低COD和生产成本。