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    多晶硅制絨添加劑工藝問題

    發布日期:2021/11/16 6:18:26 瀏覽次數:338

    太陽能作為一種分布廣泛的綠色無污染清潔能源,是可持續發展的首選能源。太陽能光伏產業是全球能源科技和產業的重要發展方向,是具有巨大發展潛力的朝陽產業,為促進本國經濟增長模式的重大轉變,世界各國均高度重視太陽能光伏產業的發展,紛紛出臺產業扶持政策,搶占未來新能源時代的戰略制高點。由于光伏發電對環境無污染,是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源,因此光伏產業屬于國家大力扶持的新興產業,發展迅速。但在光伏電池的制造過程中產生了大量的有害氣體、液體和固體排放物,導致了光伏成為高污染行業。在光伏電池生產企業的污染源中,多晶硅制絨刻蝕所產生的酸性廢液是其中很重要的一部分,廢液中主要含有氫氟酸、硝酸、氟硅酸等成分,不能直接排放,需要經過無害化處理,這是一筆巨大的費用,這是很多光伏企業私自將廢棄物直接排放,造成環境污染的原因。

    隨著光伏行業的迅速發展,晶硅切片預計將以每年25%的速度保持增長。目前光伏行業所用晶體硅片的切割主要采用砂漿多線切割技術,但是該技術存在切割工藝效率低下、成本高、切割后廢砂漿的排放污染大等問題。相比之下,固體磨料金剛石線鋸切割(簡稱金剛線切割) 技術具有切割速度快、切割精度高、材料損耗低、硅片加工成本低、環境清潔等特點,受到了越來越多的關注。由于切割硅片的機理不一樣,金剛石線切割硅片的表面微結構和砂漿硅片有顯著差異:具體而言,砂漿線切割硅片表面具有隨機而均勻分布的缺陷層;而金剛石線切割硅片表面密布平行的線痕,同時表層覆蓋有一層切割引起的非晶硅層。

    在太陽能電池生產過程中,硅片表面制絨是一道關鍵工序,采用濕法腐蝕的辦法在硅片表面制作絨面,以降低硅片表面反射率,從而有效提高太陽電池的光電轉換效率。常規的單晶硅制絨工藝一般采用氫氧化鈉或氫氧化鉀,添加適當異丙醇和硅酸鈉的混合溶液進行制絨。其缺點是:對原始硅片表面狀態要求高,制絨工藝控制難度較大,操作難度高,異丙醇等揮發量大,制絨金字塔不均勻,從而帶來制絨外觀返工率很高,電池片轉換率較低等問題。無醇制絨添加劑則具有操作使用簡單,在制絨工藝中無需添加有機溶劑如異丙醇、乙醇等,從而降低廢液的COD值,提升產品的環保性的優點。此外,無醇添加劑還具有減重可控,刻蝕液壽命長,硅片外觀良好,絨面金字塔均勻細小,返工率低等優點。

    目前,雖然金剛石線切割單晶硅片在優化的堿液體系上配合制絨添加劑工藝基本解決了制絨的問題,但由于金剛石線切割硅片表層的損傷層厚度和缺陷較砂漿線切割硅片要少,且金剛石線切割硅片表面存在嚴重的切割紋,使得濕法制絨后硅片表面仍然或多或少存在線痕印,難以完全消除,從而影響了制絨后硅片的外觀及反射率,降低了太陽能電池的光電轉換效率。



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