CN105355722A - 一种太阳能电池组件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳能电池组件的制造方法，其使电池片边缘部分不会出现白边现象，多片电池片和黑色背板组合后，组件的整体外观好。将单晶硅片植绒并扩散后，经过等离子体刻蚀，再装入经过半饱和沉积氮化硅工艺的石墨舟中进行PECVD镀膜，之后将镀膜后的单晶硅片经丝网印刷后形成电池片，多片电池片组合后，电池片镀膜面使用减反射玻璃层压，非镀膜面使用黑色背板层压，层压后将组件装边框，制造成光伏组件。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池组件制造的技术领域，具体为一种太阳能电池组件的制造方法。
背景技术
在光伏电池生产中，由于电池片边缘部分与石墨舟接触较紧密，其电场强度相对比电池片中间部分要高，故氮化硅膜沉积较厚，所以一般电池片边缘部分都有白边现象，这种现象在单晶电池片上显得尤为明显。近些年，单晶光伏组件越来越多的使用黑色背板来层压组件，使用黑色背板的组件中，电池片边缘与中间的色差比较明显，影响组件的整体外观。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种太阳能电池组件的制造方法，其使电池片边缘部分不会出现白边现象，多片电池片和黑色背板组合后，组件的整体外观好。
一种太阳能电池组件的制造方法，其特征在于：将单晶硅片植绒并扩散后，经过等离子体刻蚀，再装入经过半饱和沉积氮化硅工艺的石墨舟中进行PECVD镀膜，之后将镀膜后的单晶硅片经丝网印刷后形成电池片，多片电池片组合后，电池片镀膜面使用减反射玻璃层压，非镀膜面使用黑色背板层压，层压后将组件装边框，制造成光伏组件。
其进一步特征在于：
其具体加工步骤如下：
a制绒：制绒工序是利用质量分数为1％的NaOH溶液，对单晶硅片进行腐蚀，单晶硅片经过腐蚀后，其表面会布满金字塔状凸起，这种凹凸不平的表面，会增加太阳光的吸收(陷光效应)，最终提高电池片的短路电流(Isc)，同时，制绒过程会去除硅片表面的机械损伤层，起到清除硅片表面油污和金属杂质的作用；
b扩散：扩散过程是在高温炉中进行，先通入氧气，在硅片表面形成SiO2层，然后通入反应气体(POCl3、O2),POCl3与O2反应生成P2O5,P2O5会与硅片反应生成磷原子，生成的磷原子沉积在SiO2中；高温炉维持一定时间的高温，将SiO2中的磷原子推进到硅片中，从而形成PN结，完成扩散工艺；
c等离子体刻蚀：真空中的高频电场产生辉光放电，将四氟化碳中的氟离子电离出来，氟离子会对硅片边缘进行腐蚀，从而将硅片边缘的PN结去除，完成刻蚀工序；
dPECVD镀膜：经过上述步骤的硅片装入经过半饱和工艺的石墨舟中进行PECVD镀膜，PECVD镀膜的原理是利用低温等离子体作能量源，硅片置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在硅片的绒面上形成固态薄膜；
e丝网印刷：在硅片的镀膜一面上印刷图形化的银栅线电极，在硅片的非镀膜一面印刷铝浆电极，通过高温烧结，使银栅线电极、铝浆电极与硅片形成欧姆接触；
f制成电池片后，将电池片通过焊带将预定数量片电池片进行串并联连接，然后进行层压，电池片镀膜面使用减反射玻璃层压，非镀膜面使用黑色背板层压，层压后将组件装边框，制造成光伏组件，观察其外观，透过组件减反射玻璃观察电池片边缘无白边现象。
其更进一步特征在于：
所述步骤d中所用到的经过半饱和工艺的石墨舟具体为石墨舟经过表面半饱和沉积氮化硅，让石墨舟片在管式PECVD内所沉积的氮化硅达到半饱和状态；
石墨舟的半饱和沉积氮化硅的工艺参数中，三次通入硅烷、氨气进行镀膜的辉光放电时间控制在1000s～1600s，确保石墨舟片上沉积的氮化硅达到半饱和状态，而不是饱和状态；
优选地，三次通入硅烷、氨气进行镀膜的辉光放电时间控制在1500s；
所述石墨舟在经过半饱和沉积氮化硅之前经过HF清洗、水清洗、然后烘干，具体为采用浓度为45％～55％的氢氟酸酸洗4～6h、再经过水洗4～6h，放入140℃～160℃的烘箱内进行4h～6h的烘干。
采用上述技术方案后，单晶片放入经过半饱和沉积氮化硅工艺的石墨舟中，电池片边缘部分与石墨舟接触较为紧密，由于石墨舟的氮化硅为半饱和，故在PECVD镀膜过程中，石墨舟继续沉积部分氮化硅，电池片的边缘部分所镀的氮化硅膜相对于饱和的石墨舟的厚度降低，电池片边缘部分不会出现白边现象，多片电池片组合后，电池片镀膜面使用减反射玻璃层压，非镀膜面使用黑色背板层压，层压后将组件装边框，制造成光伏组件，观察其外观，透过组件减反射玻璃观察电池片边缘无白边现象，进而创造出了适用于黑色背板来层压组件的电池片的制作方法。
具体实施方式
一种太阳能电池组件的制造方法：将单晶硅片植绒并扩散后，经过等离子体刻蚀，再装入经过半饱和沉积氮化硅工艺的石墨舟中进行PECVD镀膜，之后将镀膜后的单晶硅片经丝网印刷后形成电池片，多片电池片组合后，电池片镀膜面使用减反射玻璃层压，非镀膜面使用黑色背板层压，层压后将组件装边框，制造成光伏组件。
其具体加工步骤如下：
a制绒：制绒工序是利用质量分数为1％的NaOH溶液，对单晶硅片进行腐蚀，单晶硅片经过腐蚀后，其表面会布满金字塔状凸起，这种凹凸不平的表面，会增加太阳光的吸收(陷光效应)，最终提高电池片的短路电流(Isc)，同时，制绒过程会去除硅片表面的机械损伤层，起到清除硅片表面油污和金属杂质的作用；
b扩散：扩散过程是在高温炉中进行，先通入氧气，在硅片表面形成SiO2层，然后通入反应气体(POCl3、O2),POCl3与O2反应生成P2O5,P2O5会与硅片反应生成磷原子，生成的磷原子沉积在SiO2中；高温炉维持一定时间的高温，将SiO2中的磷原子推进到硅片中，从而形成PN结，完成扩散工艺；
c等离子体刻蚀：真空中的高频电场产生辉光放电，将四氟化碳中的氟离子电离出来，氟离子会对硅片边缘进行腐蚀，从而将硅片边缘的PN结去除，完成刻蚀工序；
dPECVD镀膜：经过上述步骤的硅片装入经过半饱和工艺的石墨舟中进行PECVD镀膜，PECVD镀膜的原理是利用低温等离子体作能量源，硅片置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在硅片的绒面上形成固态薄膜；
e丝网印刷：在硅片的镀膜一面上印刷图形化的银栅线电极，在硅片的非镀膜一面印刷铝浆电极，通过高温烧结，使银栅线电极、铝浆电极与硅片形成欧姆接触；
f制成电池片后，将电池片通过焊带将预定数量片电池片进行串并联连接，然后进行层压，电池片镀膜面使用减反射玻璃层压，非镀膜面使用黑色背板层压，层压后将组件装边框，制造成光伏组件，观察其外观，透过组件减反射玻璃观察电池片边缘无白边现象。
PECVD镀膜的具体工艺参数见表1：
表1
步骤d中所用到的经过半饱和工艺的石墨舟具体为石墨舟经过表面半饱和沉积氮化硅，让石墨舟片在管式PECVD内所沉积的氮化硅达到半饱和状态；石墨舟的半饱和沉积氮化硅的工艺参数中，三次通入硅烷、氨气进行镀膜的辉光放电时间控制在1000s～1600s，确保石墨舟片上沉积的氮化硅达到半饱和状态，而不是饱和状态，采用此半饱和沉积氮化硅的工艺后，其相对于原来的饱和工艺减少了镀膜时间、提高了生产效率；减少了工艺气体的用量，节省成本，此两项为产生的额外有益效果；
优选地，三次通入硅烷、氨气进行镀膜的辉光放电时间控制在1500s；
石墨舟的半饱和沉积氮化硅的工艺参数见表2：
表2
石墨舟在经过半饱和沉积氮化硅之前经过HF清洗、水清洗、然后烘干，具体为采用浓度为45％～55％的氢氟酸酸洗4～6h、再经过水洗4～6h，放入140℃～160℃的烘箱内进行4h～6h的烘干；
优选地，采用浓度为50％的氢氟酸酸洗4～6h、再经过水洗4～6h，放入150℃的烘箱内进行4h的烘干。
采用本发明方法后，其可以制作出使用黑色背板、且电池片边缘无白边现象的光伏组件，且减少了镀膜时间、提高了生产效率；减少了工艺气体的用量，节省成本。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种太阳能电池组件的制造方法，其特征在于：将单晶硅片植绒并扩散后，经过等离子体刻蚀，再装入经过半饱和沉积氮化硅工艺的石墨舟中进行PECVD镀膜，之后将镀膜后的单晶硅片经丝网印刷后形成电池片，多片电池片组合后，电池片镀膜面使用减反射玻璃层压，非镀膜面使用黑色背板层压，层压后将组件装边框，制造成光伏组件。
2.如权利要求1所述的一种太阳能电池组件的制造方法，其特征在于：
其具体加工步骤如下：
a制绒：制绒工序是利用质量分数为1％的NaOH溶液，对单晶硅片进行腐蚀，单晶硅片经过腐蚀后，其表面会布满金字塔状凸起，这种凹凸不平的表面，会增加太阳光的吸收(陷光效应)，最终提高电池片的短路电流(Isc)，同时，制绒过程会去除硅片表面的机械损伤层，起到清除硅片表面油污和金属杂质的作用；
b扩散：扩散过程是在高温炉中进行，先通入氧气，在硅片表面形成SiO2层，然后通入反应气体(POCl3、O2),POCl3与O2反应生成P2O5,P2O5会与硅片反应生成磷原子，生成的磷原子沉积在SiO2中；高温炉维持一定时间的高温，将SiO2中的磷原子推进到硅片中，从而形成PN结，完成扩散工艺；
c等离子体刻蚀：真空中的高频电场产生辉光放电，将四氟化碳中的氟离子电离出来，氟离子会对硅片边缘进行腐蚀，从而将硅片边缘的PN结去除，完成刻蚀工序；
dPECVD镀膜：经过上述步骤的硅片装入经过半饱和工艺的石墨舟中进行PECVD镀膜，PECVD镀膜的原理是利用低温等离子体作能量源，硅片置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在硅片的绒面上形成固态薄膜；
e丝网印刷：在硅片的镀膜一面上印刷图形化的银栅线电极，在硅片的非镀膜一面印刷铝浆电极，通过高温烧结，使银栅线电极、铝浆电极与硅片形成欧姆接触；
f制成电池片后，将电池片通过焊带将预定数量片电池片进行串并联连接，然后进行层压，电池片镀膜面使用减反射玻璃层压，非镀膜面使用黑色背板层压，层压后将组件装边框，制造成光伏组件，观察其外观，透过组件减反射玻璃观察电池片边缘无白边现象。
3.如权利要求2所述的一种太阳能电池组件的制造方法，其特征在于：所述步骤d中所用到的经过半饱和工艺的石墨舟具体为石墨舟经过表面半饱和沉积氮化硅，让石墨舟片在管式PECVD内所沉积的氮化硅达到半饱和状态。
4.如权利要求3所述的一种太阳能电池组件的制造方法，其特征在于：石墨舟的半饱和沉积氮化硅的工艺参数中，三次通入硅烷、氨气进行镀膜的辉光放电时间控制在1000s～1600s，确保石墨舟片上沉积的氮化硅达到半饱和状态，而不是饱和状态。
5.如权利要求4所述的一种太阳能电池组件的制造方法，其特征在于：三次通入硅烷、氨气进行镀膜的辉光放电时间控制在1500s。
6.如权利要求2所述的一种太阳能电池组件的制造方法，其特征在于：所述石墨舟在经过半饱和沉积氮化硅之前经过HF清洗、水清洗、然后烘干，具体为采用浓度为45％～55％的氢氟酸酸洗4～6h、再经过水洗4～6h，放入140℃～160℃的烘箱内进行4h～6h的烘干。
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