我们这十年,沙漠之光,湿电子化学品助力光
十年变化!
我们这十年,沙漠之光,湿电子化学品助力光伏太阳能电站建设。
变化、变迁,变强、变美,变富、变好,无数个“变”,让我们身临其中,让我们感慨万千,让我们继续奋斗前行。
我们跨越峡谷、高山,也跨越江海、沙漠,更跨越天地。跨度,丈量着时间与距离,也重新定义时空。
10月,即将迎来党的二十大。回首我们这十年,众多重大工程和标志性成果,从不同维度,镌刻下国家发展的坐标。
拥有时间,我们能做什么?
1秒,5G时代,下载速率超兆。
1秒,浮点运算次数超100000兆次,我国算力总规模局全球第二。
秒,“九章”量子计算原型机,可求解0万个样本的高斯玻色取样问题。
1小时,C可巡航约公里。
1小时,复兴号新型动车组(单列)行进公里,创世界纪录。
1小时,高速磁浮交通系统,跨越公里(设计时速),是当前可实现速度最快地面交通工具。
2.5小时,拆千米长桥。
5小时,给铁轨搬家。
9小时,火车站大改造。
10天、12天,火神山、医院,分别拔地而起。
1个月,煤矿智能掘支运一体化系统,月进尺米,创世界纪录。
33个月,长征系列火箭,完成第四个百次发射。
2年多,北斗组网,连续成功组网发射18次,刷新全球卫星导航系统组网速度世界纪录。
8年,脱贫攻坚,现行标准下万农村贫困人口全部脱贫。
10年,三舰齐发,辽宁舰、山东舰、福建舰,中国海军迈入“三航母时代”。
电视剧组成单元。
我们这十年系列电视剧,分别由:《砺剑》《一日三餐》《唐宫夜宴》《坚持》《热爱》《前海》《沙漠之光》《西乡明月》《心之所向》《未来已来》《理想生活》十一个单元组成,真实展现了年至年这十年间,人民群众获得感、幸福感、安全感不断增强的美好历程。
其中,《沙漠之光》由安建执导,聚焦新时代“一带一路”建设,讲述中国建设者前往遥远的北非某国,同当地的人民携手共建绿色清洁能源基地,同心共创绿色生活、美好生活的故事。展现光伏电站建设给当地人民生活和命运带来的巨大变化,折射了光伏电站工程的重要意义。
光伏供应链湿电子化学品作用及使用原理。
我们作为光伏太阳能制造的前端的湿电子化学品供应环节,重要性不言而喻。
晶硅太阳能电池片制程中所用湿电子化学品,主要应用于太阳能电池片的制绒、清洗及刻蚀,上述工艺为太阳能电池片精细加工的核心工艺。太阳能电池硅片工艺过程及湿化学品应用见图:从湿电子化学品在硅太阳能电池加工中使用量来看,制绒加工中消耗湿化学品量最大,约占整个硅太阳能电池加工中湿化学品需求总量60~70%。
两种不同的化学液体系的制绒工艺制绒即表面织构化,通过将光滑如镜的表面腐蚀成凸凹不平的表面结构,延长光在电池表面的传播路径,减少光反射造成的光损失,从而提高太阳能电池对光的吸收效率。同时绒面也能对以后组件封装的光匹配有比较大的帮助,可以减少组件封装的损耗。
目前,晶体硅太阳能电池的绒面一般是通过化学腐蚀方法制作完成,针对不同硅片类型,有两种不同的化学液体系的制绒工艺:
单晶硅采用的碱处理制绒;多晶硅采用的酸处理制绒。
制绒加工用碱处理而得到金字塔状绒面,用酸处理得到虫孔状绒面,以提高硅片的陷光作用。
单晶硅绒面多晶硅绒面
单晶太阳能电池片的碱制绒加工,是利用单晶片各向异性的腐蚀特性由强碱对硅表面进行一系列的腐蚀,形成似金字塔状的绒面。各向异性腐蚀即腐蚀速度随单晶的不同结晶方向而变化。
以氢氧化钠(NaOH)作刻蚀剂的反应机理为
Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑
它的制绒加工中所用的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液。例如采用氢氧化钠(或氢氧化钾),异丙醇(或乙醇)、硅酸钠、绒面添加剂等。实际商品化晶体硅太阳能电池生产中,使用廉价的氢氧化钠稀溶液(浓度为1~4%)居多。制绒加工的腐蚀温度为80℃左右。为了获得均匀的绒面,还应在溶液中添加醇类,如无水乙醇或异丙醇(IPA)等作为络合剂,加快硅的腐蚀。有关研究表明,当NaOH的浓度小于1.5%和大于4%时都会破坏金字塔结构。在此范围间,增加NaOH浓度会稍微增加反应速度。当异丙醇(IPA)的浓度从3%增加到10%时,反应速度会明显下降。单晶太阳能电池片制绒加工流程碱性溶液进行单晶硅的制绒加工的工艺控制
多晶硅制绒及其使用湿化学品
太阳能电池用多晶硅片的制绒加工,是利用强腐蚀性酸混合液的各向同性的腐蚀特性对硅片表面进行腐蚀。所用的主要湿化学品为:硝酸、氢氟酸以及添加剂。强腐蚀性酸液的制绒加工中的清洗,一般采用高纯NaOH,以及氢氟酸+盐酸混合液进行。多晶太阳能电池片的制绒工艺流程
以硝酸、氢氟酸强腐蚀性酸混合液作刻蚀剂进行对多晶太阳能电池片制绒的反应过程与反应机理如下所示。
(a)硅被HNO3氧化反应式:3Si+4HNO3→3SiO2+2H2O+4NO↑
(b)用HF去除SiO2层反应式:SiO2+6HF→H2[SiF6]+2H2
(c)总的腐蚀过程总化学反应方程式:
3Si+4HNO3+18HF→3H2[SiF6]+8H2O+4NO↑
HF酸和HNO3酸的比例对制绒的反应速率、绒面结构有重要影响。根据在HF/HNO3制绒体系中HF和HNO3比例的不同,又可以分为富HF酸和富HNO3酸体系,两种体系对反应速率、绒面结构的影响是各不相同的。
HF含量比较高时,太阳能电池片的腐蚀速率与HNO3的浓度成正比,硝酸是反应动力学的主要影响因素。硝酸浓度的微小变化就能够引起反应速率很明显的变化。但硝酸浓度减小时,即使氢氟酸浓度有少量变化,溶液中也仍有足够量氢氟酸去溶解硅表面的氧化膜。反应速率变化不大。这时可认为硅表面一旦被硝酸氧化,SiO2就立即完全被氢氟酸溶解,反应速率决定于HNO3氧化硅片的速度。在富HNO3的体系当中,反应速率的主要影响因素是HF酸。
在富HF酸体系当中,太阳能电池片的腐蚀速率比较快、反应剧烈、不容易控制。制备出的绒面虽然说反射率比较低,但是复合严重,电池片短路电流并没有因降低了反射率而得到提升,因此工业生产中,多采用富HNO3的制绒体系。添加剂对制绒加工的品质、效率也有着重要影响。酸腐蚀是各向同性腐蚀,当在腐蚀液中加入添加剂时,腐蚀液的浓度、与硅片间的表面张力、溶液到硅片表面的传输速度将被改变,有时不同晶面的改变不同。于是,当腐蚀液中加入添加剂时,腐蚀的性质将被改变,腐蚀的表面形貌也会有变化。甚至会有各向异性腐蚀的情况出现。
清洗及其使用湿电子化学品
清洗的功效主要是去除在太阳能电池片上残留的小颗粒、金属沾污、表面有机物。一般是:
用NH4OH+H2O2+H2O清洗液去除的太阳能电池片表面的小颗粒;
用HF+H2O2+H2O清洗液去除太阳能电池片表面金属沾污;
用H2SO4+H2O2+H2O清洗液去除太阳能电池片表面有机物。
太阳能电池片清洗加工,一般思路是首先去除硅片表面的有机沾污,因为有机物会遮盖部分硅片表面,从而使氧化膜和与之相关的沾污难以去除;然后溶解氧化膜,因为氧化层是“沾污陷阱”,也会引入外延缺陷;最后再去除颗粒、金属等沾污。
按照组成成分和应用工艺不同可将湿电子化学品分为通用湿化学品和功能性湿化学品两大类。通用湿化学品通用湿化学品是指在集成电路、平板显示、太阳能电池、LED制造工艺中被大量使用的液体化学品。
功能湿化学品功能湿化学品是指通过复配手段达到特殊功能、满足制造中特殊工艺需求的配方类或复配类化学品。湿电子化学品系列产品有咨询或者购买产品的,可以联系我。-THENED-
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