制絨添加劑

制絨添加劑是指在單晶矽太陽能電池的制絨工藝過程中，添加有利於反應結果和產品性能的化學助劑。

基本介紹

• 中文名：制絨添加劑
• 外文名：Monocrystalline silicon system flocking additives
• 主要成分：水、IPA、NaOH、弱酸鹽
• 性質：鹼性

信息

英文：　Monocrystalline silicon system flocking additives

使用添加劑的制絨液配方中含有機溶劑1—1.5%（常規配方5—6%），添加劑用量為0.01—0.02%。相比常規配方，使用添加劑的制絨工藝成本大大降低（一噸的制絨液僅需添加100-200g添加劑），生產效率提高（制絨時間由25分鐘縮短至15分鐘），電池性能提高（所得絨面≤0.3um，全光譜反射率≤11%）。

作用機理

制絨的主要化學反應是：

Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑

矽片制絨生產過程中，溶液失效是生產工藝波動的根本主要原因，失效的原因在於反應過程中NaOH的不斷消耗和Na2SiO3的不斷產生，導致反應物-OH濃度降低，且矽片表面無法與其獲得足夠的接觸速率；而且由於反應在高溫80~90度左右進行，往往發生劇烈反應產生大量氣泡，且所得絨面並不理想。傳統工藝一般是通過添加矽酸鈉和IPA（異丙醇）來抑制反應的進行，控制反應速率，從而得到比較好的絨面狀態。最新工藝一般是通過在溶液中添加助劑以達到促進Si與-OH的接觸速率，從而穩定溶液體系，延長溶液失效周期，穩定工藝，拓寬工藝容差範圍。

制絨添加劑含有特殊功能的表面活性劑，它的加入可以改善制絨液與矽片表面的潤濕性，且制絨添加劑對腐蝕液中OH-離子從腐蝕液向反應界面的輸運過程具有緩衝作用，使得大批量腐蝕加工單晶矽金字塔絨面時，溶液中NaOH含量具有較寬的工藝範圍，有利於提高產品工藝加工質量的穩定性。

主要成份

制絨添加劑一般為鹼性，主要成分是水、IPA、NaOH、弱酸鹽以及若干表面活性劑組成。

典型配方如下：

以質量比計為：氫氧化鈉0．1%～3%，異丙醇2%～10%，添加劑0．01%～2%，其餘為水；其中添加劑的配方以質量比計為：葡萄糖、葡萄糖酸鈉或葡萄糖酸鉀0．001%～3%，聚氧乙烯醚100ppb～8000ppb，乳酸鈉或檸檬酸鈉0．001%～2%，丙二醇0．001%～2%，矽酸鈉0．01%～6%，碳酸鈉或碳酸氫鈉0．001%～2%，其餘為水。將單晶矽片放入制絨液中反應，控制反應溫度為70℃～90℃，反應時間為10min～30min。

要求

制絨添加劑中使用的表面活性劑需滿足如下要求：

1)具有較小的降低表面張力和界面張力的能力；

2)滲透力強；

3)形成泡沫能力差；

4)具有很好的乳化性和乳化穩定性：

5)具有優良的分散性：

6)易生物降解。

7)耐高溫（75~90度）

8)耐強鹼（PH=14）

因此，可以選擇非離子表面活性劑，能夠降低溶液的表面張力，讓制絨反應更均勻，從而可以使得矽片生成細密、均勻的金字塔；可以減少常規有機溶劑（異丙醇、無水乙醇等）的用量，大大減少溶劑揮發所造成的作業環境污染和廢水處理費用，降低COD和生產成本。