CN105304756B - 太阳能晶硅电池返工片处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能晶硅电池返工片处理工艺，包括以下步骤：（1）对所述太阳能晶硅电池返工片进行氧化处理；（2）将步骤（1）氧化处理后的返工片放入清洗液中清洗，以去除步骤（1）氧化过程中产生的氧化物。该工艺具有降低返工片处理不良比例、避免传统制绒返工处理产生的花晶和暗纹问题、工艺简单、处理灵活等优点，且可与传统的制绒尾液返工处理工艺相结合，共同应用于返工片的返工处理。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池加工领域，涉及一种太阳能晶硅电池返工片处理工艺。
背景技术
太阳能电池制造过程中，由于手指印、脏污、油斑、小白点、色差等外观问题，经常会导致大量外观不良硅片的产生。这些外观不良的硅片如果下传至丝网印刷工序，丝网印刷后就会被降级为B类电池片，影响电池生产线的A类片出货率，同时B类电池片的售价很低，也会导致生产成本的大幅上升。
因此，对于以上这些外观不良的半成品硅片，通常会归类统称为返工片，并进行返工处理。目前国内大多数厂家，采用的返工处理方式均为制绒尾液返工处理。这种处理方式的原理是利用HNO3和HF混合溶液对硅片表面进行化学腐蚀，从而去除硅片表面的外观脏污。但是这种处理方式，会带来比较严重的硅片晶格发亮问题（也就是行业内俗称的花晶）。每次返工片经制绒尾液处理后，均会有接近50%被划分为花晶类，这部分花晶返工片不仅外观与未经返工的A类电池片差异很大，所制备的太阳电池光电转换效率与A类电池片相比也低很多，差异达0.15%，只能降价销售，对太阳能电池片的制造成本有较大的不良影响。
鉴于以上原因，开发一种新的返工片处理方式，避免返工片带来的花晶问题，提高返工片制备的太阳电池的光电转换效率，是目前太阳能电池片生产过程中一项极为迫切的实际需求，这对于进一步降低太阳能电池的生产成本也有着重要作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种降低返工片处理不良比例、避免传统制绒返工处理产生的花晶和暗纹问题、工艺简单、处理灵活的太阳能晶硅电池返工片处理工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种太阳能晶硅电池返工片处理工艺，包括以下步骤：
（1）对所述太阳能晶硅电池返工片进行氧化处理；
（2）将步骤（1）氧化处理后的返工片放入清洗液中清洗，以去除步骤（1）氧化过程中产生的氧化物。
上述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，优选的，所述太阳能晶硅电池返工片包括清洗不净返工片、镀膜失败片、折射率超标返工片、膜厚超标返工片和方阻异常返工片中的一种或多种。
上述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，优选的，所述步骤（1）中，所述氧化处理在扩散炉管中进行，所述氧化处理的温度为750℃～830℃，通入氧气流量为3000 ml/min～6000 ml/min，氧化时间为15min～30min。
上述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，优选的，所述步骤（2）中，所述清洗包括手工清洗和自动清洗。
上述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，优选的，所述手工清洗的清洗液包括HF溶液。
上述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，优选的，所述HF溶液中，HF的质量浓度为5%～10%，清洗时间为2min～6min。
上述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，优选的，所述自动清洗的清洗液包括HF溶液，所述HF溶液中，HF的质量浓度为5%～10%。
上述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，优选的，在所述步骤（1）之前，还包括氧化前清洗。
上述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，优选的，所述氧化前清洗采用的清洗剂为HF和HCl的混合溶液，HF的质量浓度为8%～12%，HCl的质量浓度为4%～6%，清洗时间为2min～6min。
上述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，优选的，在所述步骤（2）之后，还包括甩干。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，是一种全新的太阳能电池返工处理方案，通过对太阳能电池制造过程中产生的返工片进行高温氧化处理，利用高温氧化过程中SiO2层的快速生长特性，将硅片的脏污表层或杂质表层氧化，并与后续清洗相结合，可去除返工片表面大部分的脏污，同时基本不影响硅片原有的表面形貌。
2、适宜采用本发明处理的返工片包括清洗不净返工片、镀膜失败片、折射率超标返工片、膜厚超标返工片或方阻异常返工片等，这些类型的返工片在太阳能电池制造过程中产生的返工片总量中所占比例达60%-75%。批量实验结果显示，采用本发明的工艺处理这些类型的返工片后，可以大幅降低返工片返工过程中产生的不良片比例，避免了返制绒工艺所带来的花晶和暗纹等问题。最终返工片的不良比例可以控制在5%以内（较返制绒工艺50%的不良比例大幅改善）。
3、本发明的太阳能晶硅电池返工片处理工艺处理灵活、工艺简单，返工片可以即时处理，不必堆积至制绒换液时再处理。
4、本发明的太阳能晶硅电池返工片处理工艺可与传统的制绒尾液返工处理工艺相结合，共同应用于返工片处理过程中，确保所有类型的返工片均能得到处理。
5、高温氧化返工工艺可利用扩散炉管作为氧化工艺炉体，有利于光伏企业空余废置炉管的重新利用。
附图说明
图1为本发明的太阳能晶硅电池返工片处理工艺流程图。
图2为本发明的太阳能晶硅电池返工片处理工艺与传统的制绒尾液返工处理工艺，共同应用于返工片处理的总返工工艺流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种本发明的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，太阳能晶硅电池返工片取自于表1中的可氧化返工片。
表1 返工片返工处理前分类表
| 可氧化返工片 | 数量（片） | 需制绒返工片 | 数量（片） |
| 清洗不净 | 233 | 湿法异常片 | 156 |
| 镀膜失败片 | 2108 | 小白点 | 384 |
| 折射率、膜厚超标 | 124 | 镀膜后手印片 | 234 |
| 方阻异常 | 553 | 大面积脏污 | 105 |
| - | 烧焦 | 106 | |
| - | 减重或者绒面异常 | 30 | |
| - | 油斑片 | 167 |
如图1所示，本发明的太阳能晶硅电池返工片处理工艺包括以下步骤：
（1）手工清洗+甩干：将表1中的可氧化返工片放入HF酸和HCl酸的混合水溶液中进行手工清洗，其中HF酸的浓度约10%，HCL酸的浓度为5%，清洗4min，确保高温氧化时硅片表面的洁净；清洗完后使用甩干机进行甩干以去除硅片表面的水分。
HF酸的浓度在8%～12%，HCL酸的浓度在4%～6%，清洗时间为2min～6min均能达到同样或相似的清洗效果。
（2）高温氧化处理：将清洗后的返工片置于扩散炉管中，在炉管中通入氧气和氮气，氧气流量为5000 ml/min，氮气流量为30000 ml/min，升温至 780℃，对经过步骤（１）处理后的可氧化返工片进行高温氧化处理，氧化时间为25min，将可氧化返工片表面的一些脏污或者杂质氧化。
氧化温度在750min～830℃，氧化时间为15min～30min的工艺条件下，均能达到相同或相似的氧化效果。
（3）手工清洗：将经过步骤（2）氧化处理后的返工片放入盛有HF酸水溶液的手工槽式机中进行手工清洗，本实施例中，HF的质量浓度为10%，清洗2min，以去除步骤（2）氧化过程中产生的氧化物层。
通常来说，HF浓度在5%～10%之间，清洗时间为2min～6min均能达到同样或相似的清洗效果。
（4）自动清洗+甩干：将经过手工清洗后的返工片放入盛有HF酸水溶液的自动清洗机中进行自动清洗，本实施例中，HF的质量浓度为 10%，清洗 4min，清洗完后使用甩干机进行甩干以去除硅片表面的水分。
结果表明，采用本发明处理后的返工片中，不良比例只有 5%，大大提高了返工片的返工质量，降低了太阳能电池的生产成本。
将本发明的太阳能晶硅电池返工片处理工艺与传统的制绒尾液返工处理工艺相结合，共同应用于太阳能电池制造过程中产生的返工片返工处理，如图2所示（其中，超净异常片指的是扩散和制绒过程中产生的返工片，KP异常片指的是湿法刻蚀和PECVD过程中产生的返工片），可确保所有类型的返工片均能得到处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种太阳能晶硅电池返工片处理工艺，包括以下步骤：
（1）对所述太阳能晶硅电池返工片进行氧化处理；
（2）将步骤（1）氧化处理后的返工片放入清洗液中清洗，以去除步骤（1）氧化过程中产生的氧化物；
所述太阳能晶硅电池返工片为清洗不净返工片、镀膜失败片、折射率超标返工片、膜厚超标返工片和方阻异常返工片中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，其特征在于，所述步骤（1）中，所述氧化处理在扩散炉管中进行，所述氧化处理的温度为750℃～830℃，通入氧气流量为3000 ml/min～6000 ml/min，氧化时间为15min～30min。
3.根据权利要求1所述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，其特征在于，所述步骤（2）中，所述清洗包括手工清洗和自动清洗。
4.根据权利要求3所述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，其特征在于，所述手工清洗的清洗液包括HF溶液。
5.根据权利要求4所述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，其特征在于，所述HF溶液中，HF的质量浓度为5%～10%，清洗时间为2min～6min。
6.根据权利要求3所述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，其特征在于，所述自动清洗的清洗液包括HF溶液，所述HF溶液中，HF的质量浓度为5%～10%。
7.根据权利要求1所述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，其特征在于，在所述步骤（1）之前，还包括氧化前清洗。
8.根据权利要求4所述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，其特征在于，所述氧化前清洗采用的清洗剂为HF和HCl的混合溶液，HF的质量浓度为8%～12%，HCl的质量浓度为4%～6%，清洗时间为2min～6min。
9.根据权利要求1所述的太阳能晶硅电池返工片处理工艺，其特征在于，在所述步骤（2）之后，还包括甩干。
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