CN102891208B - 太阳能电池片制绒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池片制绒方法，该方法包括：将太阳能电池片置于去损伤层槽体中以去除其表面的损伤层；将太阳能电池片从去损伤层槽体中取出后对其进行第一次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第一溢流漂洗槽中；将太阳能电池片置于制绒槽体中对其表面进行制绒；将太阳能电池片从制绒槽体取出后对其进行第二次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第二溢流漂洗槽中；将太阳能电池片置于酸性槽体中进行脱水及去除金属离子；将太阳能电池片从酸性槽体中取出后对其进行第三次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第三溢流漂洗槽中。本发明所提供的太阳能电池片制绒方法，可提高太阳能电池片的外观合格率及光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制作工艺技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能电池片制绒方法。
背景技术
太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种具有广阔发展前途的新型能源。
目前，太阳能电池片的制造工艺已经标准化，其主要步骤如下：
1.制绒：通过化学反应使原本光亮的硅片表面(包括正面和背面)形成凸凹不平的结构以延长光在其表面的传播路径，从而提高太阳能电池片对光的吸收效率。
2.扩散制结：P型硅片在扩散后表面变成N型，形成PN结，使得硅片具有光伏效应。扩散的浓度、深度以及均匀性直接影响太阳能电池片的电性能，扩散进杂质的总量用方块电阻来衡量，杂质总量越小，方块电阻越大。
3.周边刻蚀：该步骤的目的在于去掉扩散制结时在硅片边缘形成的将PN结两端短路的导电层。
4.沉积减反射膜：目前主要有两类减反射膜，氮化硅膜和氧化钛膜，主要起减反射和钝化的作用。
5.印刷电极。
6.烧结：使印刷的电极与硅片之间形成合金。
在太阳能电池片的主要制造工艺中，制绒工艺是第一步工艺，其作用是去除硅片表面的损伤层，以及在其表面形成良好的绒面，增加对光的吸收，同时保证后续的扩散制结、沉积减反射膜等工艺，进而保证丝网烧结后太阳能电池的效率。所以经过制绒工艺后的硅片表面绒面的大小、形态、均匀度以及硅片表面的光亮程度对整个太阳能电池片的生产和其最终转换效率有着至关重要的影响。
现有技术中，在制绒过程中，时常出现盛装液体的槽体的槽盖不能及时打开，运送花篮的机械臂故障停止等现象，这就会导致硅片表面存在残留的药液或者由于水分自然蒸发留下的水印，这对后面的生产工艺造成很大影响，更制约着最终形成的太阳能电池片的外观合格率及光电转换效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种太阳能电池片制绒方法，以解决制绒后硅片表面残留药液或水印的问题，从而可提高太阳能电池片的外观合格率及光电转换效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种太阳能电池片制绒方法，该方法包括：
将太阳能电池片置于去损伤层槽体中以去除其表面的损伤层；
将太阳能电池片从去损伤层槽体中取出后对其进行第一次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第一溢流漂洗槽中；
将太阳能电池片置于制绒槽体中对其表面进行制绒；
将太阳能电池片从制绒槽体取出后对其进行第二次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第二溢流漂洗槽中；
将太阳能电池片置于酸性槽体中进行脱水及去除金属离子；
将太阳能电池片从酸性槽体中取出后对其进行第三次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第三溢流漂洗槽中。
优选的，上述方法中，对太阳能电池片进行第一次去离子水喷淋时，所述去离子水的温度为60～70℃。
优选的，上述方法中，对太阳能电池片进行第二次去离子水喷淋时，所述去离子水的温度为65～75℃。
优选的，上述方法中，对太阳能电池片进行第三次去离子水喷淋时，所述去离子水的温度为20～25℃。
优选的，上述方法中，所述酸性槽体内盛装有氢氟酸溶液和/或盐酸溶液。
优选的，上述方法中，所述第一溢流漂洗槽、第二溢流漂洗槽和第三溢流漂洗槽中均盛装有温水。
优选的，上述方法中，所述温水的温度为35～55℃。
优选的，上述方法中，所述太阳能电池片为单晶硅太阳能电池片或多晶硅太阳能电池片。
从上述技术方案可以看出，本发明所提供的太阳能电池片制绒方法，在将太阳能电池片从去损伤层槽体中取出后对其进行第一次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第一溢流漂洗槽中；在将太阳能电池片从制绒槽体取出后对其进行第二次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第二溢流漂洗槽中；在将太阳能电池片从酸性槽体中取出后对其进行第三次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第三溢流漂洗槽中；因此，本发明中通过增加三次去离子水喷淋，从而可清洗掉太阳能电池片表面所残留的药液或者由于水分自然蒸发留下的水印，从而可使得制绒后太阳能电池片表面较为清洁，最终可提高太阳能电池片的外观合格率及光电转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种太阳能电池片制绒方法的流程示意图；
图2和图3均为采用现有工艺对太阳能电池片进行制绒后太阳能电池片表面的显微照片；
图4为采用本发明所提供的方法对太阳能电池片进行制绒后太阳能电池片表面的显微照片。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种太阳能电池片制绒方法的流程示意图，该方法具体包括如下步骤：
步骤S1：将太阳能电池片置于去损伤层槽体中以去除其表面的损伤层。
太阳能电池片被置于去损伤层槽体中时是以花篮为盛装载体的，以下各步骤中所述太阳能电池片均以花篮为盛装载体，所述花篮通过与之相连的机械臂的运转进而实现将太阳能电池片置于指定的槽体内。
本发明中在与花篮相连的机械臂上设置有自动喷淋装置，所述自动喷淋装置可对花篮内的太阳能电池片进行去离子水(DI)喷淋，喷淋的时间可以人为控制。
步骤S2：将太阳能电池片从去损伤层槽体中取出后对其进行第一次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第一溢流漂洗槽中。
当太阳能电池片在去损伤层槽体中放置一定时间后，通过机械臂的运转将与之相连的花篮从所述去损伤层槽体中提出，提出之后关闭所述去损伤层槽体的槽盖，然后开启所述机械臂上的自动喷淋装置，对花篮内的太阳能电池片进行第一次去离子水喷淋，且进行第一次去离子水喷淋时所述去离子水的温度应控制在60～70℃之间。
继续运行所述机械臂，使机械臂带动花篮移动至第一溢流漂洗槽旁，此时关闭所述机械臂上的自动喷淋装置，停止对花篮内的太阳能电池片进行第一次去离子水喷淋，接着运行机械臂将花篮放入第一溢流漂洗槽中，对花篮内的太阳能电池片进行第一次漂洗。
所述第一溢流漂洗槽中盛装有温度为35～55℃的温水。
步骤S3：将太阳能电池片置于制绒槽体中对其表面进行制绒。
对太阳能电池片进行第一次漂洗后，通过机械臂的运转将花篮移动至制绒槽体中对花篮内的太阳能电池片进行表面制绒。
本发明中所述太阳能电池片可以为单晶硅太阳能电池片，也可以为多晶硅太阳能电池片。当其为单晶硅太阳能电池片时，所述制绒槽体中盛装有碱性溶液，例如：包含氢氧化钠、异丙醇和去离子水的混合溶液；当其为多晶硅太阳能电池片时，所述制绒槽体中盛装有酸性溶液，例如：包含硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液。
步骤S4：将太阳能电池片从制绒槽体取出后对其进行第二次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第二溢流漂洗槽中。
当太阳能电池片在制绒槽体中制绒的时间达到特定要求时，通过机械臂的运转将盛装有太阳能电池片的花篮从制绒槽体中提出，提出之后关闭所述制绒槽体的槽盖，然后开启所述机械臂上的自动喷淋装置，对花篮内的太阳能电池片进行第二次去离子水喷淋，且进行第二次去离子水喷淋时所述去离子水的温度应控制在65～75℃之间。
继续运行所述机械臂，使机械臂带动花篮移动至第二溢流漂洗槽旁，此时关闭所述机械臂上的自动喷淋装置，停止对花篮内的太阳能电池片进行第二次去离子水喷淋，接着运行机械臂将花篮放入第二溢流漂洗槽中，对花篮内的太阳能电池片进行第二次漂洗。
所述第二溢流漂洗槽中盛装有温度为35～55℃的温水。
步骤S5：将太阳能电池片置于酸性槽体中进行脱水及去除金属离子。
对太阳能电池片进行第二次漂洗后，通过机械臂的运转将花篮移动至酸性槽体中对花篮内的太阳能电池片进行脱水及去除金属离子。所述酸性槽体内可以盛装有氢氟酸溶液和/或盐酸溶液。
步骤S6：将太阳能电池片从酸性槽体中取出后对其进行第三次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第三溢流漂洗槽中。
对太阳能电池片进行脱水及去除金属离子后，运行机械臂，使盛装有太阳能电池片的花篮从所述酸性槽体中提出，提出之后关闭所述酸性槽体的槽盖，然后开启所述机械臂上的自动喷淋装置，对花篮内的太阳能电池片进行第三次去离子水喷淋，且进行第三次去离子水喷淋时所述去离子水的温度应控制在20～25℃之间。
继续运行所述机械臂，使机械臂带动花篮移动至第三溢流漂洗槽旁，此时关闭所述机械臂上的自动喷淋装置，停止对花篮内的太阳能电池片进行第三次去离子水喷淋，接着运行机械臂将花篮放入第三溢流漂洗槽中，对花篮内的太阳能电池片进行第三次漂洗。
所述第三溢流漂洗槽中盛装有温度为35～55℃的温水。
由上可知，本发明所提供的太阳能电池片制绒方法，在将太阳能电池片从去损伤层槽体中取出后对其进行第一次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第一溢流漂洗槽中；在太阳能电池片从去损伤层槽体中取出后直至其被放入第一溢流漂洗槽中，这段时间内机械臂带动花篮运转，运转过程中由于各种原因(例如：机械臂因故障而停止等)常会使得花篮内的太阳能电池片表面残留有药液或水分自然蒸发而留下的水印，而在这段时间内通过机械臂上的自动喷淋装置对太阳能电池片进行第一次去离子水喷淋，从而可将太阳能电池片表面所残留的药液或水印有效地清洗掉。后续步骤中，在将太阳能电池片从制绒槽体取出后对其进行第二次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第二溢流漂洗槽中；在将太阳能电池片从酸性槽体中取出后对其进行第三次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第三溢流漂洗槽中；对太阳能电池片进行第二次和第三次去离子水喷淋，与对其进行第一次去离子水喷淋的目的相同，均为了有效地去除太阳能电池片表面所残留的药液和水印，从而保证了制绒后太阳能电池片表面具有较高的清洁度，且使得其表面颜色一致，为后续提高太阳能电池片的外观合格率及光电转换效率奠定了基础。
为了证明经本发明所提供的方法对太阳能电池片进行制绒后，可有效地提高太阳能电池片的外观合格率及光电转换效率，下面结合具体附图及实验数据来说明。
参考图2～图4，图2和图3为采用现有工艺对太阳能电池片进行制绒后太阳能电池片表面的显微照片，由于太阳能电池片在从装有化学药品(尤其是碱)的槽中提起后未及时进入溢流槽漂洗，从而在其表面出现了残留的药液及水印等。图4为采用本发明所提供的方法对太阳能电池片进行制绒后太阳能电池片表面的显微照片，本发明所提供的太阳能电池片制绒方法，由于在将太阳能电池片从装有化学药品的槽中提起后就对其进行了去离子水喷淋，因此，其表面不再残留有药液或水印，从而保证了太阳能电池片表面的制绒质量。
本发明实施例中选取两批相同的硅片(均为P型单晶硅片，电阻率介于0.5～3Ω·cm之间)作为原材料，其中，使第一批硅片采用现有工艺进行制绒，使第二批硅片采用本发明所提供的方法进行制绒，制绒后对两批硅片继续进行后续生产，最终对所得太阳能电池片进行对比。
参考表一，表一中示出了这两批硅片(或称电池片)在各工艺步骤中所出现的不合格电池片的个数(注意：各工艺步骤依次进行，前道工艺的不合格电池片并不选出)，由表一可知，采用现有工艺进行制绒，制绒过程及后续的工艺过程中所出现的不合格电池片的个数相对较多，而采用本发明所提供的方法对第二批硅片进行制绒，制绒过程中虽然出现了两个不合格电池片，但后续的工艺过程中均没有检测到不合格电池片。因此，本发明所提供的方法，可提高太阳能电池片的合格率。
表一
| 制绒 | 扩散制结 | 沉积减反射膜 | 烧结 | |
| 第一批 | 13 | 9 | 11 | 11 |
| 第二批 | 2 | 0 | 0 | 0 |
参考表二和表三，表二为对第二批太阳能电池片进行测试所得的各电性能数据，表三为对第一批太阳能电池片进行测试所得的各电性能数据。由表二和表三可明显看出，采用本发明所提供的方法对太阳能电池片进行制绒后，经后续各工艺步骤后，所得太阳能电池片各电性能参数相比采用现有工艺所生产的太阳能电池片均有所提高，最终的转换效率提高有0.38％之多。
表二
表三
综上可知，采用本发明所提供的太阳能电池片制绒方法，可有效地去除制绒过程中在太阳能电池片表面所残留的药液和水印等，保证了制绒后太阳能电池片表面的清洁度，提高了后续生产过程中产品的合格率，并提高了最终所形成的太阳能电池片的各电性能参数，尤其是转换效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种太阳能电池片制绒方法，其特征在于，包括：
将太阳能电池片置于去损伤层槽体中以去除其表面的损伤层；
将太阳能电池片从去损伤层槽体中取出后对其进行第一次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第一溢流漂洗槽中，其中，对太阳能电池片进行第一次去离子水喷淋时，所述去离子水的温度为60～70℃；
将太阳能电池片置于制绒槽体中对其表面进行制绒；
将太阳能电池片从制绒槽体取出后对其进行第二次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第二溢流漂洗槽中，其中，对太阳能电池片进行第二次去离子水喷淋时，所述去离子水的温度为65～75℃；
将太阳能电池片置于酸性槽体中进行脱水及去除金属离子；
将太阳能电池片从酸性槽体中取出后对其进行第三次去离子水喷淋，直至所述太阳能电池片被放入第三溢流漂洗槽中，其中，对太阳能电池片进行第三次去离子水喷淋时，所述去离子水的温度为20～25℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性槽体内盛装有氢氟酸溶液和/或盐酸溶液。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一溢流漂洗槽、第二溢流漂洗槽和第三溢流漂洗槽中均盛装有温水。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述温水的温度为35～55℃。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述太阳能电池片为单晶硅太阳能电池片或多晶硅太阳能电池片。
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- 2011-07-21 CN CN201110205052.9A patent/CN102891208B/zh not_active Expired - Fee Related
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