基于芳香环磺酸盐的制绒添加剂设计及其单晶硅表面织构化

摘要：

高效、绿色、稳定、经济的新类别制绒分子及相应助剂配方是获得超低反射率陷光结构,提升单晶硅太阳能电池光电转换效率的关键内容之一.本工作提出多苯环骨架强化单晶硅表界面结合,磺酸基、羟基、烷氧基等官能团调控出绒点形成的思路,合理筛选并对比研究了 2,6-萘二磺酸钠、2-羟基-7-萘磺酸钠,十二烷基二苯醚磺酸钠以及木质素磺酸钠的绒面催化效应,发现大分子尺寸、更为分散的苯环骨架排布、柔性分子结构、丰富的羟基、烷氧基等结构特征有利于芳香环磺酸盐在单晶硅表面形成连续、均匀、密集金字塔结构.基于制绒剂结构、浓度、时间、温度等反应参数的系统对比实验,筛选出木质素磺酸钠作为优良出绒试剂,可在 0.0006%～0.06%的低浓度条件下,获得 15.84～26.94%的平均反射率.引入表面活性剂和绒面调节剂,通过系统正交实验,获得了"0.015%木质素磺酸钠+1.1%十二烷基苯磺酸钠+2.0%的 2-羟基-β-环糊精"新型绿色、低浓度、高稳定制绒助剂配方,在NaOH浓度 0.65%、反应温度 75～85℃、制绒时间 420 s的类产线条件下,获得基底尺寸 1.7～1.9 μm、均匀、规则、密集的金字塔结构以及低至 9.89%的绒面平均反射率.本项研究为基于芳香环磺酸盐开发绿色高效新型实用化单晶硅表面织构化添加剂提供了良好例证.

关键词：单晶硅、太阳能电池、制绒、反射率

所属期刊栏目：51

分类号：TM914

资助基金：西安市科技局高校院所服务企业项目;轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室开放课题

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1827-1834