CN109755352A

CN109755352A - 一种丝网印刷不良片的表面处理方法及返工方法

Info

Publication number: CN109755352A
Application number: CN201910068654.0A
Authority: CN
Inventors: 刘文琦; 张剑峰; 方杰; 王瑶; 刘景龙
Original assignee: Zhejiang Chint Solar Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Chint Solar Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2019-05-14

Abstract

本发明提供了一种丝网印刷不良片的表面处理方法，包括对丝网印刷不良片的表面进行擦拭或利用超声波清洗机对丝网印刷不良片进行清洗，所述擦拭或所述清洗后对所述丝网印刷不良片进行第一水洗；利用第一盐酸对所述丝网印刷不良片进行第一酸洗，所述第一酸洗后对所述丝网印刷不良片进行第二水洗；利用硝酸对所述丝网印刷不良片进行第二酸洗，所述第二酸洗后对所述丝网印刷不良片进行第三水洗；利用第二盐酸对所述丝网印刷不良片进行第三酸洗，所述第三酸洗后对所述丝网印刷不良片进行第四水洗；对所述丝网印刷不良片进行烘干。相应地，本发明还提供了一种丝网印刷不良片的返工方法。实施本发明可以有效提高不良片的返工良率。

Description

一种丝网印刷不良片的表面处理方法及返工方法

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种丝网印刷不良片的返工方法。

背景技术

现有技术中，太阳能电池片的正电极、背电场以及背电极通常采用丝网印刷的方式形成。典型地，正电极和背电极的材料为银浆，背电场的材料为铝浆。在进行丝网印刷的实际过程中，由于机械因素以及人为因素的存在，因此经常会出现丝网印刷不合格的情况(例如断栅、虚印、印刷偏移、漏浆等)，从而产生丝网印刷不良片。而这些丝网印刷不良片最终会影响到太阳能电池片产线的良率及效率。

若将丝网印刷不良片全部降级处理或者报废，则会造成极大的经济损失，因此常见的做法是收集丝网印刷不良片并对其进行返工处理。目前，丝网印刷不良片的返工方法主要包括以下两种：

第一种返工方法是利用有机溶剂将丝网印刷不良片表面浆料手工擦拭掉以后重新印刷。这种返工方法的不足之处在于：(1)手工擦拭只能除去丝网印刷不良片表面的大部分浆料，而无法将绒面坑洞内的浆料清除干净；(2)擦拭过程中用力过大还会破坏太阳能电池片的绒面结构以及PN结，对太阳能电池片造成划伤；(3)沾染或残留到太阳能电池片正面的铝浆经过烧结后很容易破坏PN结。上述不足之处导致利用这种返工方法所得到的太阳能电池片其失效比例很高。

第二种返工方法是首先利用有机溶剂将丝网印刷不良片表面浆料手工擦拭掉以后对丝网印刷不良片进行洗膜、然后经两次制绒扩散后按照常规流程进行生产。与第一种返工方法相比，这种返工方法可以降低太阳能电池片的失效比例，但是由于这种返工方法步骤繁琐、费时费力，因此导致返工成本较高。此外，利用这种返工方法所得到的太阳能电池片电致发光(EL，Electroluminescence)异常比例偏高，其中花纹片占比最高，高达33％。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种丝网印刷不良片的表面处理方法，该表面处理方法包括：

对丝网印刷不良片的表面进行擦拭或利用超声波清洗机对丝网印刷不良片进行清洗，所述擦拭或所述清洗后对所述丝网印刷不良片进行第一水洗；

利用第一盐酸对所述丝网印刷不良片进行第一酸洗，所述第一酸洗后对所述丝网印刷不良片进行第二水洗；

利用硝酸对所述丝网印刷不良片进行第二酸洗，所述第二酸洗后对所述丝网印刷不良片进行第三水洗；

利用第二盐酸对所述丝网印刷不良片进行第三酸洗，所述第三酸洗后对所述丝网印刷不良片进行第四水洗；

对所述丝网印刷不良片进行烘干。

根据本发明的一个方面，该表面处理方法中，对丝网印刷不良片的表面进行擦拭包括：利用松油醇和/或酒精对丝网印刷不良片的正面和背面进行擦拭。

根据本发明的另一个方面，该表面处理方法中，利用超声波清洗机对丝网印刷不良片进行清洗包括：在超声波清洗机内加入松油醇和/或酒精，并将丝网印刷不良片放入所述超声波清洗机内对所述丝网印刷不良片进行清洗。

根据本发明的又一个方面，该表面处理方法中，所述第二盐酸的质量百分比浓度高于所述第一盐酸的质量百分比浓度。

根据本发明的又一个方面，该表面处理方法中，利用第一盐酸对所述丝网印刷不良片进行第一酸洗包括：将所述丝网印刷不良片放入盛有第一盐酸的第一HCl槽中进行第一酸洗，其中，所述第一盐酸的质量百分比浓度为4.5％至6.5％，所述第一酸洗的时长为980s至1020s。

根据本发明的又一个方面，该表面处理方法中，利用硝酸对所述丝网印刷不良片进行第二酸洗包括：将所述丝网印刷不良片放入盛有硝酸的HNO₃槽中进行第二酸洗，其中，所述硝酸的质量百分比浓度为20％至24％，所述第二酸洗的时长为980s至1020s。

根据本发明的又一个方面，该表面处理方法中，利用第二盐酸对所述丝网印刷不良片进行第三酸洗包括：将所述丝网印刷不良片放入盛有第二盐酸的第二HCl槽中进行第三酸洗，其中，所述第二盐酸的质量百分比浓度为10％至13％，所述第三酸洗的时长为980s至1020s。

根据本发明的又一个方面，该表面处理方法中，将所述丝网印刷不良片放入去离子水槽中进行所述第一水洗、所述第二水洗、所述第三水洗以及所述第四水洗，其中，所述第一水洗、所述第二水洗、所述第三水洗以及所述第四水洗的时长范围均为200s至400s。

根据本发明的又一个方面，该表面处理方法中，所述烘干的温度为100℃至120℃，时长为500s至600s。

本发明还提供了一种丝网印刷不良片的返工方法，该返工方法包括：

采用前述表面处理方法对丝网印刷不良片的表面进行处理；

对处理后的所述丝网印刷不良片进行丝网印刷以及烧结。

本发明所提供的丝网印刷不良片的表面处理方法首先利用擦拭或者超声波清洗机清洗的方式去除丝网印刷不良片表面的大部分银浆和铝浆，然后再经过第一盐酸、硝酸以及第二盐酸三次酸洗以进一步去除丝网印刷不良片表面残留的银浆和铝浆。在酸液使用上，盐酸主要用于去除铝浆以及其他金属离子(如手指汗液包含的无机盐中的钠离子等)，硝酸主要用于去除银浆。在酸洗顺序上，由于太阳能电池片用于形成背电场的铝浆用量通常要多于用于形成电极的银浆用量，因此在酸洗过程中，首先使用盐酸去除铝浆，然后使用硝酸去除银浆，最后为了防止铝浆还有残留所以使用盐酸对不良片再次进行酸洗。与现有技术相比，实施本发明可以更为有效地去除位于丝网印刷不良片表面的银浆和铝浆，特别是位于绒面坑洞内的浆料，与此同时不会对太阳能电池片的绒面和PN结造成划伤、也不会造成浆料沾染或残留在太阳能电池片的正面、且操作简单成本低廉。

本发明所提供的丝网印刷不良片的返工方法是在本发明所提供的丝网印刷不良片的表面处理方法上实现的，由于本发明所提供的丝网印刷不良片的表面处理方法可以更为有效地去除位于丝网印刷不良片表面的银浆和铝浆，特别是位于绒面坑洞内的浆料，与此同时不会对太阳能电池片的绒面和PN结造成划伤、也不会造成浆料沾染或残留在太阳能电池片的正面、且操作简单成本低廉，因此，实施本发明所提供的丝网印刷不良片的返工方法可以有效地降低返工所得到的太阳能电池片的失效比例，且返工成本低廉。此外，实施本发明所提供的丝网印刷不良片的返工方法还可以有效地降低返工后太阳能电池片EL异常比例，其中花纹片基本消失，极大地提高了返工产品的良率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本发明的丝网印刷不良片的表面处理方法的一个具体实施例的流程图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明提供了一种丝网印刷不良片的表面处理方法，该表面处理方法包括：

在步骤S101中，对丝网印刷不良片的表面进行擦拭或利用超声波清洗机对丝网印刷不良片进行清洗，所述擦拭或所述清洗后对所述丝网印刷不良片进行第一水洗；

在步骤S102中，利用第一盐酸对所述丝网印刷不良片进行第一酸洗，所述第一酸洗后对所述丝网印刷不良片进行第二水洗；

在步骤S103中，利用硝酸对所述丝网印刷不良片进行第二酸洗，所述第二酸洗后对所述丝网印刷不良片进行第三水洗；

在步骤S104中，利用第二盐酸对所述丝网印刷不良片进行第三酸洗，所述第三酸洗后对所述丝网印刷不良片进行第四水洗；

在步骤S105中，对所述丝网印刷不良片进行烘干。

下面对上述步骤S101至步骤S105进行详细说明。

具体地，在步骤S101中，首先收集丝网印刷不良片。丝网印刷不良片指的是丝网印刷过程中产生的不合格(例如断栅、虚印、印刷偏移、漏浆等)的太阳能电池片。丝网印刷不良片的正电极、背电极以及背电场均由金属材料制成。在本实施例中，丝网印刷不良片的正电极和背电极的材料为银浆、背电场的材料为铝浆。就太阳能电池片的材质来说，在本实施例中，丝网印刷不良片是多晶硅太阳能电池片。就太阳能电池片的类型来说，丝网印刷不良片可以是常规太阳能电池片，也可以是背钝化太阳能电池片。本领域技术人员可以理解的是，凡是利用丝网印刷形成正/背电极以及背电场的太阳能电池片均包括在本发明所保护的范围内，为了简明起见，不再对太阳能电池片的所有可能进行一一列举。

接着，对丝网印刷不良片的表面进行初步处理，其中，初步处理可以通过以下两种方式实现。

第一种方式是利用可以溶解正电极、背电极以及背电场的有机溶剂对丝网印刷不良片的正面和背面进行擦拭。针对于用于形成正电极和背电极的银浆、以及用于形成背电场的铝浆来说，有机溶剂包括但不限于松油醇和酒精。在一个优选实施例中，将松油醇倒在丝网印刷不良片正面和背面，然后利用沾有酒精的无尘纸轻轻擦拭丝网印刷不良片的正面和背面。在其他实施例中，还可以仅利用松油醇或者仅利用酒精擦拭丝网印刷不良片的正面和背面。

第二种方式是在超声波清洗机中加入有机溶剂并将丝网印刷不良片放入超声波清洗机内进行清洗。

在利用有机溶剂对丝网印刷不良片的表面进行擦拭或清洗后，对丝网印刷不良片进行水洗(下文以第一水洗表示)，以去除残留在丝网印刷不良片表面的有机溶剂。在本实施例中，将擦拭后或利用超声波清洗机清洗后的丝网印刷不良片放入槽式制绒机台中的去离子水槽中，利用去离子水对丝网印刷不良片进行第一水洗，其中，第一水洗的时长范围是200s至400s。

利用有机溶剂擦拭或清洗丝网印刷不良片的表面可以去除位于丝网印刷不良片表面的大部分银浆和铝浆，但是仍会在丝网印刷不良片表面残留少部分银浆和铝浆。特别是，位于丝网印刷不良片表面上绒面坑洞内的浆料(主要是银浆，有些情况下由于擦拭或清洗造成铝浆污染到丝网印刷不良片的正面进而导致铝浆进入绒面坑洞内)通过擦拭或者超声波清洗机清洗的方式很难清除干净。因此需要进一步对丝网印刷不良片的表面进行处理。

在步骤S102中，第一水洗后，利用盐酸(下文以第一盐酸表示)对丝网印刷不良片进行酸洗(下文以第一酸洗表示)。具体地，将第一水洗后得到的丝网印刷不良片放入槽式制绒机台中的HCl槽(下文以第一HCl槽表示)中进行第一酸洗，其中，第一HCl槽中盛放有第一盐酸，该第一盐酸的质量百分比浓度为4.5％至6.5％，例如4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％等。第一酸洗的时长范围是980s至1020秒。

第一盐酸主要用于去除丝网印刷不良片表面残留的铝浆。其中，由于用于形成背电场的铝浆的使用量多于用于形成电极的银浆的使用量，因此丝网印刷不良片经过擦拭或超声波清洗机清洗后铝浆的残留量通常仍多于银浆。基于此，首先在第一酸洗中利用第一盐酸去除残留浆料中的铝浆。盐酸与铝浆的反应化学式如下：

2Al+6HCl＝2AlCl₃+3H₂

实际生产中，在确定丝网印刷不良片之后通常并非马上对丝网印刷不良片进行表面处理，而是收集够一定数量的丝网印刷片之后进行集中处理。这种情况下，丝网印刷不良片表面的部分铝浆与空气等接触发生氧化形成三氧化二铝。第一盐酸除了可以去除丝网印刷不良片表面残留的铝浆之外，还可以去除丝网印刷不良片表面的三氧化二铝。盐酸与铝浆的反应化学式如下：

Al₂O₃+6HCl＝2AlCl₃+3H₂O

除此之外，第一盐酸还可以去除残留在丝网印刷不良片表面的诸如操作人员手指汗液包含的无机盐中的钠离子等其他金属离子。

第一酸洗结束后对丝网印刷不良片再次进行水洗(下文以第二水洗表示)，以去除残留在丝网印刷不良片表面的第一盐酸。在本实施例中，将第一酸洗后的丝网印刷不良片放入槽式制绒机台中的去离子水槽中，利用去离子水对丝网印刷不良片进行第二水洗，其中，第二水洗的时长范围是200s至400s。

在步骤S103中，第二水洗后，利用硝酸对丝网印刷不良片再次进行酸洗(下文以第二酸洗表示)。具体地，将第二水洗后得到的丝网印刷不良片放入槽式制绒机台中的HNO₃槽中进行第二酸洗，其中，HNO₃槽中盛放有硝酸，该硝酸的质量百分比浓度为20％至24％，例如20％、21％、22％、23％、24％等。第二酸洗的时长范围是980s至1020秒。

硝酸主要用于去除丝网印刷不良片表面残留的银浆、以及继续去除残留的铝浆和三氧化二铝。其中，硝酸与银浆、铝浆、三氧化二铝的反应化学式如下：

3Ag+4HNO₃＝3AgNO₃+NO+2H₂O

Al+4HNO₃＝Ag(NO3)₃+NO+2H₂O

Al₂O₃+6HNO₃＝2Al(NO3)₃+3H₂O

经第一酸洗后的丝网印刷不良片其表面除了残留有银浆之外，还会残留未被第一盐酸去除的铝浆。由于第一酸洗已经去除了一部分残留的铝浆，因此有效地减少了铝浆的残留量，如此一来，第二酸洗中在利用硝酸去除银浆时，不会因为铝浆残留过多导致硝酸主要与铝浆发生反应而使得银浆无法被去除干净。也就是说，由于第一酸洗减少了铝浆的残留量，所以使得丝网印刷不良片表面残留的银浆可以在第二酸洗中有效地被去除。

第二酸洗结束后对丝网印刷不良片再次进行水洗(下文以第三水洗表示)，以去除残留在丝网印刷不良片表面的硝酸。在本实施例中，将第二酸洗后的丝网印刷不良片放入槽式制绒机台中的去离子水槽中，利用去离子水对丝网印刷不良片进行第三水洗，其中，第二水洗的时长范围是200s至400s。

在步骤S104中，第三水洗后，利用盐酸(下文以第二盐酸表示)对丝网印刷不良片再次进行酸洗(下文以第三酸洗表示)。具体地，将第三水洗后得到的丝网印刷不良片放入槽式制绒机台中的HCl槽(第二HCl槽)中进行第三酸洗，其中，第二HCl槽中盛放有第二盐酸。第二酸洗后利用第二盐酸对丝网印刷不良片再次进行酸洗，可以进一步去除丝网印刷不良片表面残留的铝浆。其中，为了确保铝浆的去除效果，优选地，第二盐酸的质量百分比浓度高于第一盐酸的质量百分比浓度。在本实施例中，第二盐酸的质量百分比浓度为10％至13％，例如10％、11％、12％、13％等。第三酸洗的时长范围是980s至1020秒。

第三酸洗结束后对丝网印刷不良片再次进行水洗(下文以第四水洗表示)，以去除残留在丝网印刷不良片表面的第二盐酸。在本实施例中，将第三酸洗后的丝网印刷不良片放入槽式制绒机台中的去离子水槽中，利用去离子水对丝网印刷不良片进行第四水洗，其中，第四水洗的时长范围是200s至400s。

在步骤S105中，将第四水洗后得到的丝网印刷不良片放入烘干槽中进行烘干。在本实施例中，烘干的温度为100℃至120℃，时长为500s至600s。

本发明所提供的丝网印刷不良片的表面处理方法首先利用擦拭或者超声波清洗机清洗的方式去除丝网印刷不良片表面的大部分银浆和铝浆，然后再经过第一盐酸、硝酸以及第二盐酸三次酸洗以进一步去除丝网印刷不良片表面残留的银浆和铝浆。与现有技术相比，本发明所提供的表面处理方法不但可以去除掉丝网印刷不良片表面上大部分的浆料，还可以去除掉位于丝网印刷不良片表面上绒面坑洞内的浆料，与此同时不会对太阳能电池片的绒面和PN结造成划伤、也不会造成浆料沾染或残留在太阳能电池片的正面、且操作简单成本低廉，有利于后续利用丝网印刷不良片再次生产太阳能电池片。

在步骤S201中，对丝网印刷不良片的表面进行处理，其中，该处理通过前文所述的丝网印刷不良片的表面处理方法实现。为了简明起见，在此不再对前文所述的丝网印刷不良片的表面处理方法重新进行描述，请参考前文中相应部分的内容。

在步骤S202中，对处理后的所述丝网印刷不良片进行丝网印刷以及烧结。其中，丝网印刷以及烧结是本领域技术人员的惯用技术手段，为了简明起见，在此不再赘述。

本发明所提供的丝网印刷不良片的返工方法可以有效地降低返工所得到的太阳能电池片的失效比例，且返工成本低廉。此外，本发明所提供的丝网印刷不良片的返工方法还可以有效降低返工所得到的太阳能电池片的EL异常比例，其中花纹片基本消失，极大地提高了返工产品的良率。

下面利用本发明所提供的返工方法对常规太阳能电池片和背钝化太阳能电池片中的丝网印刷不良片进行返工处理，并将返工处理后得到的常规太阳能电池片和背钝化太阳能电池片的电性能与相应的产线数据进行比较。

具体地，首先在丝网印刷不良片的表面倾倒适量的松油醇，然后利用沾有酒精的无尘纸轻轻擦拭丝网印刷不良片的正面和背面。接着将擦拭好的丝网印刷不良片插入花篮中，并使用槽式制绒机按照“水洗槽->第一HCl槽->水洗槽->HNO₃槽->水洗槽->第二HCl槽->水洗槽->烘干槽”的顺序对丝网印刷不良片进行处理。第一HCl槽中的第一盐酸由工业盐酸(质量百分比浓度为37±1％)和纯水配置而成，其中工业盐酸和纯水的体积比为1:6，酸洗时间为1000s。HNO₃槽中的硝酸由工业硝酸(质量百分比浓度为65％至68％)和纯水配置而成，其中工业硝酸和纯水的体积比为1:2.2，酸洗时间为1000s。第二HCl槽中的第二盐酸由工业盐酸(质量百分比浓度为37±1％)和纯水配置而成，其中工业盐酸和纯水的体积比为1:2.2，酸洗时间为1000s。四个水洗槽中均为去离子水，水洗时长均为300s。烘干槽中的温度为100℃、烘干时间为600s。最后，对经过槽式制绒机处理后的丝网印刷不良片进行丝网印刷以及烧结。

其中，利用上述返工方法得到的常规太阳能电池片电性能的实验数据与常规太阳能电池片电性能的产线数据如下表所示：

由上表可知，利用上述返工方法所得到的常规太阳电池片与产线生产的常规太阳能电池片在电性能上基本持平。此外，利用上述返工方法所得到的常规太阳能电池片的失效比例在0.8％左右。

利用上述返工方法得到的背钝化太阳能电池片电性能的实验数据与背钝化太阳能电池片电性能的产线数据如下表所示：

由上表可知，利用上述返工方法所得到的背钝化太阳能电池片与产线生产的背钝化太阳能电池片在电性能上基本持平。此外，利用上述返工方法所得到的背钝化太阳能电池片的失效比例在2％左右。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。

以上所揭露的仅为本发明的一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种丝网印刷不良片的表面处理方法，该表面处理方法包括：

对所述丝网印刷不良片进行烘干。

2.根据权利要求1所述的表面处理方法，其中，对丝网印刷不良片的表面进行擦拭包括：

利用松油醇和/或酒精对丝网印刷不良片的正面和背面进行擦拭。

3.根据权利要求1所述的表面处理方法，其中，利用超声波清洗机对丝网印刷不良片进行清洗包括：

在超声波清洗机内加入松油醇和/或酒精，并将丝网印刷不良片放入所述超声波清洗机内对所述丝网印刷不良片进行清洗。

4.根据权利要求1所述的表面处理方法，其中，所述第二盐酸的质量百分比浓度高于所述第一盐酸的质量百分比浓度。

5.根据权利要求1所述的表面处理方法，其中，利用第一盐酸对所述丝网印刷不良片进行第一酸洗包括：

将所述丝网印刷不良片放入盛有第一盐酸的第一HCl槽中进行第一酸洗，其中，所述第一盐酸的质量百分比浓度为4.5％至6.5％，所述第一酸洗的时长为980s至1020s。

6.根据权利要求1所述的表面处理方法，其中，利用硝酸对所述丝网印刷不良片进行第二酸洗包括：

将所述丝网印刷不良片放入盛有硝酸的HNO₃槽中进行第二酸洗，其中，所述硝酸的质量百分比浓度为20％至24％，所述第二酸洗的时长为980s至1020s。

7.根据权利要求1或4所述的表面处理方法，其中，利用第二盐酸对所述丝网印刷不良片进行第三酸洗包括：

将所述丝网印刷不良片放入盛有第二盐酸的第二HCl槽中进行第三酸洗，其中，所述第二盐酸的质量百分比浓度为10％至13％，所述第三酸洗的时长为980s至1020s。

8.根据权利要求1所述的表面处理方法，其中：

将所述丝网印刷不良片放入去离子水槽中进行所述第一水洗、所述第二水洗、所述第三水洗以及所述第四水洗，其中，所述第一水洗、所述第二水洗、所述第三水洗以及所述第四水洗的时长范围均为200s至400s。

9.根据权利要求1所述的表面处理方法，其中，所述烘干的温度为100℃至120℃，时长为500s至600s。

10.一种丝网印刷不良片的返工方法，该返工方法包括：

采用如权利要求1至9中任一项所述的表面处理方法对丝网印刷不良片的表面进行处理；

对处理后的所述丝网印刷不良片进行丝网印刷以及烧结。