多晶硅制绒添加剂工艺问题

太阳能作为一种分布广泛的绿色无污染清洁能源，是可持续发展的首选能源。太阳能光伏产业是全球能源科技和产业的重要发展方向，是具有巨大发展潜力的朝阳产业，为促进本国经济增长模式的重大转变，世界各国均高度重视太阳能光伏产业的发展，纷纷出台产业扶持政策，抢占未来新能源时代的战略制高点。由于光伏发电对环境无污染，是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，因此光伏产业属于国家大力扶持的新兴产业，发展迅速。但在光伏电池的制造过程中产生了大量的有害气体、液体和固体排放物，导致了光伏成为高污染行业。在光伏电池生产企业的污染源中，多晶硅制绒刻蚀所产生的酸性废液是其中很重要的一部分，废液中主要含有氢氟酸、硝酸、氟硅酸等成分，不能直接排放，需要经过无害化处理，这是一笔巨大的费用，这是很多光伏企业私自将废弃物直接排放，造成环境污染的原因。

随着光伏行业的迅速发展，晶硅切片预计将以每年25%的速度保持增长。目前光伏行业所用晶体硅片的切割主要采用砂浆多线切割技术，但是该技术存在切割工艺效率低下、成本高、切割后废砂浆的排放污染大等问题。相比之下，固体磨料金刚石线锯切割(简称金刚线切割) 技术具有切割速度快、切割精度高、材料损耗低、硅片加工成本低、环境清洁等特点，受到了越来越多的关注。由于切割硅片的机理不一样，金刚石线切割硅片的表面微结构和砂浆硅片有显著差异：具体而言，砂浆线切割硅片表面具有随机而均匀分布的缺陷层；而金刚石线切割硅片表面密布平行的线痕，同时表层覆盖有一层切割引起的非晶硅层。

在太阳能电池生产过程中，硅片表面制绒是一道关键工序，采用湿法腐蚀的办法在硅片表面制作绒面，以降低硅片表面反射率，从而有效提高太阳电池的光电转换效率。常规的单晶硅制绒工艺一般采用氢氧化钠或氢氧化钾，添加适当异丙醇和硅酸钠的混合溶液进行制绒。其缺点是：对原始硅片表面状态要求高，制绒工艺控制难度较大，操作难度高，异丙醇等挥发量大，制绒金字塔不均匀，从而带来制绒外观返工率很高，电池片转换率较低等问题。无醇制绒添加剂则具有操作使用简单，在制绒工艺中无需添加有机溶剂如异丙醇、乙醇等，从而降低废液的COD值，提升产品的环保性的优点。此外，无醇添加剂还具有减重可控，刻蚀液寿命长，硅片外观良好，绒面金字塔均匀细小，返工率低等优点。

目前，虽然金刚石线切割单晶硅片在优化的碱液体系上配合制绒添加剂工艺基本解决了制绒的问题，但由于金刚石线切割硅片表层的损伤层厚度和缺陷较砂浆线切割硅片要少，且金刚石线切割硅片表面存在严重的切割纹，使得湿法制绒后硅片表面仍然或多或少存在线痕印，难以完全消除，从而影响了制绒后硅片的外观及反射率，降低了太阳能电池的光电转换效率。