CN110466083B - 硅棒边皮料的利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅棒边皮料的利用方法，将边皮料切割成硅片，可提高硅棒的利用率；与现有边皮料熔融回炉的方式相比，本发明能更有效地利用边皮料，减少能源浪费。本发明以长度方向少子寿命的极差、长度方向电阻率的极差来挑选合格边皮料，可使切割出的硅片品质比较均匀。本发明可将边皮料切割出的硅片直接制备成太阳能电池片，也可将边皮料切割出的硅片进行进一步分割成分片。本发明可切割出宽度较小的硅片，进而制备出小片电池，且可在小片电池的制备过程中去除硅片边缘的损伤层，进而消除边缘损伤层的不良影响，避免分割成品电池片而造成分片的功率损失，以本发明的小片电池来制备组件，可提高太阳能组件的功率。
Description
技术领域
本发明涉及硅棒边皮料的利用方法。
背景技术
晶体硅太阳能电池所用硅片由硅棒切割而成，一般先将硅棒去除头尾料，再将去除头尾料的硅棒进行切方，得到用于制备硅片的方棒，再将方棒切片制得硅片。
硅棒切方会产生边皮料，而边皮料一般都是回炉或用作高效多晶铸锭籽晶使用，造成硅棒的利用率较低。
另外，随着太阳能电池技术的发展，采用宽度为25～85mm的电池片（即小片电池）来制备组件，可提高太阳能组件的效率。
目前小片电池的制备工艺为：先制备出宽度不小于150mm的成品电池片（即整片），再将整片分割为宽度为25～85mm的小片。一般通过划片和裂片两个步骤来分割成品电池片：1）划片：通过激光划片机对电池片进行切割，形成切槽；2）裂片：通过裂片机沿切槽对电池片进行裂片，使电池片整片裂成分片（即小片）。
但对成品电池片进行划片和裂片，裂片完成后，小片边缘（即整片的断裂处）会产生损伤层，损伤层存在非常高的表面缺陷，表面缺陷会成为载流子复合中心，从而导致分片边缘区域少子寿命降低、表面复合电流明显增加，进而导致小片电池的开路电压和短路电流的损失，即导致小片电池的功率损失。
可见，小片边缘的损伤层会给小片电池带来不良影响，故需要去除小片边缘的损伤层。
发明内容
为了解决现有技术中硅棒利用率较低的缺陷，本发明提供一种硅棒边皮料的利用方法，先通过检验挑选出合格的边皮料，再将合格的边皮料切割成可制备太阳能电池片的硅片；所述硅棒为单晶硅棒；所述边皮料为单晶硅棒切方产生的边皮料。
优选的，所述检验包括边皮料电学性能检验；所述边皮料电学性能检验包括边皮料少子寿命检验和/或边皮料电阻率检验。
所述边皮料少子寿命检验的步骤包括：检测边皮料长度方向的少子寿命分布，以长度方向的少子寿命来挑选合格边皮料，合格边皮料需满足长度方向少子寿命的极差不大于预定少子寿命。优选的，所述预定少子寿命不小于1us。
所述边皮料电阻率检验的步骤包括：检测边皮料长度方向的电阻率分布，以长度方向电阻率的极差来挑选合格边皮料，合格边皮料需满足长度方向电阻率的极差不大于预定电阻率极差。优选的，所述预定电阻率极差不大于300%。
优选的，所述将合格的边皮料切割成硅片，包括如下步骤：先将边皮料截断成边皮料小段；再将边皮料小段切割成硅块，硅块的长度方向与边皮料小段的长度方向一致；再沿硅块的长度方向将硅块切片成硅片。
优选的，所述将合格的边皮料切割成硅片，包括如下步骤：先将边皮料截断成边皮料小段；再将边皮料小段切割成硅块，硅块的长度方向与边皮料小段的长度方向一致；再沿与硅块长度方向呈一定夹角的方向将硅块切片成硅片。
优选的，所述硅片为三角形、凸多边形或凹多边形。
优选的，所述硅片为矩形硅片。
优选的，所述硅片的四角为圆角。
优选的，所述硅片的宽度比常规方片或准方片的宽度小。
优选的，所述硅片的宽度为常规方片或准方片宽度的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一或六分之一。
优选的，将上述硅片制成电池片，且在电池片的制备过程中去除硅片边缘的损伤层。
优选的，采用电池片生产线将上述硅片制成电池片；电池片生产线包括链式设备和管式设备；或者，电池片生产线为全链式生产线。
优选的，将上述硅片分割成至少两个分片。
优选的，所述分片为矩形。
优选的，所述分片的四角为圆角。
优选的，所述分片的宽度比常规方片或准方片的宽度小。
优选的，所述分片的宽度为常规方片或准方片宽度的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一或六分之一。
优选的，将上述分片制成电池片，且在电池片的制备过程中去除分片边缘的损伤层。
优选的，采用电池片生产线将上述分片制成电池片；电池片生产线包括链式设备和管式设备；或者，电池片生产线为全链式生产线。
优选的，采用上述电池片制备太阳能电池组件。
优选的，所述太阳能电池组件使用非整片电池片（即将电池片整片分割成小片）制作组件的技术。
优选的，所述太阳能电池组件采用半片、叠瓦或拼片技术。
本发明将边皮料切割成可制备成太阳能电池片的硅片，可提高硅棒的利用率；与现有边皮料熔融回炉的方式相比，本发明能更有效地利用边皮料，减少能源浪费。
本发明以长度方向少子寿命的极差、长度方向电阻率的极差来挑选合格边皮料，可使切割出的硅片品质比较均匀（硅片的少子寿命分布、电阻率分布比较均匀）。
本发明所切割硅片的长度灵活性较大，不受边皮料宽度的限制。可根据预先确定的硅片长度来挑选长度适当的边皮料，如挑选长度与硅片长度相同的边皮料，也可以挑选长度为硅片长度整数倍的边皮料。
还可根据预先确定的硅片宽度来挑选宽度适当的边皮料，如挑选宽度比硅片宽度略大的边皮料，也可以挑选宽度比硅片宽度整数倍略大的边皮料。
本发明可将边皮料切割出的硅片直接制备成太阳能电池片，也可将边皮料切割出的硅片进行进一步分割成分片。
本发明可切割出宽度较小（宽度为常规方片或准方片宽度的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一或六分之一；如宽度为25～85mm）的硅片，进而制备出小片电池，且在小片电池的制备过程中，可通过电池片的常规制备工艺去除硅片边缘的损伤层，进而消除边缘损伤层的不良影响，避免分割成品电池片（即整片）而造成分片的功率损失，以本发明的小片电池来制备组件，可提高太阳能组件的功率。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明提供一种硅棒边皮料的利用方法，收集单晶硅棒切方产生的边皮料；通过检验挑选出合格的边皮料，再将合格的边皮料切割成硅片；再将硅片制成电池片，且在电池片的制备过程中通过边缘刻蚀去除电池片边缘的损伤层；再将电池片制备太阳能电池组件；
所述检验包括边皮料电学性能检验；所述边皮料电学性能检验包括边皮料少子寿命检验和/或边皮料电阻率检验；
所述边皮料少子寿命检验的步骤包括：检测边皮料长度方向的少子寿命分布，以长度方向的少子寿命来挑选合格边皮料，合格边皮料需满足长度方向少子寿命的极差不大于预定少子寿命；预定少子寿命可根据电池片的品质要求自行设定，如预定少子寿命不小于1us。
所述边皮料电阻率检验的步骤包括：检测边皮料长度方向的电阻率分布，以长度方向电阻率的极差来挑选合格边皮料，合格边皮料需满足长度方向电阻率的极差不大于预定电阻率极差；预定电阻率极差可根据电池片的品质要求自行设定，如预定电阻率极差不大于300%。
实施例2
在实施例1的基础上，区别在于：
所述将合格的边皮料切割成硅片，包括如下步骤：先将边皮料截断成边皮料小段；再将边皮料小段切割成硅块，硅块的长度方向与边皮料小段的长度方向一致；再沿硅块的长度方向将硅块切片成硅片。
实施例3
在实施例1的基础上，区别在于：
所述将合格的边皮料切割成硅片，包括如下步骤：先将边皮料截断成边皮料小段；再将边皮料小段切割成硅块，硅块的长度方向与边皮料小段的长度方向一致；再沿与硅块长度方向呈一定夹角的方向将硅块切片成硅片。
实施例4
在实施例2或3的基础上，区别在于：
边皮料切割成的硅片为三角形、凸多边形或凹多边形。
实施例5
在实施例2或3的基础上，区别在于：
边皮料切割成的硅片为矩形，矩形的四角可以为圆角。
实施例6
在实施例5的基础上，区别在于：
硅片的宽度为常规方片或准方片宽度的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一或六分之一，如硅片的宽度为25～85mm；该规格的硅片可直接制备出小片电池，且在小片电池的制备过程中会刻蚀掉硅片边缘的损伤层，进而消除边缘损伤层的不良影响，以实施例5的小片电池来制备组件，可提高太阳能组件的功率。
实施例7
在实施例6的基础上，区别在于：
采用电池片生产线将上述硅片制成电池片；电池片生产线包括链式设备和管式设备；或者，电池片生产线为全链式生产线。
所述太阳能电池组件采用半片、叠瓦或拼片技术。
实施例8
本发明提供另一种硅棒边皮料的利用方法，收集单晶硅棒切方产生的边皮料；通过检验挑选出合格的边皮料，再将合格的边皮料切割成硅片；再将硅片分割成至少两个分片；再将分片制成电池片，且在电池片的制备过程中通过边缘刻蚀去除分片边缘的损伤层；再将电池片制备太阳能电池组件；
所述检验包括边皮料电学性能检验；所述边皮料电学性能检验包括边皮料少子寿命检验和/或边皮料电阻率检验；
所述边皮料少子寿命检验的步骤包括：检测边皮料长度方向的少子寿命分布，以长度方向的少子寿命来挑选合格边皮料，合格边皮料需满足长度方向少子寿命的极差不大于预定少子寿命；预定少子寿命可根据电池片的品质要求自行设定，如预定少子寿命不小于1us；
所述边皮料电阻率检验的步骤包括：检测边皮料长度方向的电阻率分布，以长度方向电阻率的极差来挑选合格边皮料，合格边皮料需满足长度方向电阻率的极差不大于预定电阻率极差；预定电阻率极差可根据电池片的品质要求自行设定，如预定电阻率极差不大于300%。
实施例9
在实施例8的基础上，区别在于：
所述将合格的边皮料切割成硅片，包括如下步骤：先将边皮料截断成边皮料小段；再将边皮料小段切割成硅块，硅块的长度方向与边皮料小段的长度方向一致，硅块的截面形状为矩形，该截面与硅块的长度方向垂直；再沿硅块的长度方向将硅块切片成矩形硅片。
实施例10
在实施例8的基础上，区别在于：
所述将合格的边皮料切割成硅片，包括如下步骤：先将边皮料截断成边皮料小段；再将边皮料小段切割成硅块，硅块的长度方向与边皮料小段的长度方向一致，硅块的截面形状为矩形，该截面与硅块的长度方向垂直；再沿与硅块长度方向呈一定夹角的方向将硅块切片成矩形硅片。
实施例11
在实施例9或10的基础上，区别在于：
硅片分割成的分片为长方形，分片的宽度为常规方片或准方片宽度的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一或六分之一，如分片的宽度为25～85mm；该规格的分片可直接制备出小片电池，且在小片电池的制备过程中会刻蚀掉分片边缘的损伤层，进而消除边缘损伤层的不良影响，以实施例5的小片电池来制备组件，可提高太阳能组件的功率。
实施例12
在实施例11的基础上，区别在于：
采用电池片生产线将上述分片制成电池片；电池片生产线包括链式设备和管式设备；或者，电池片生产线为全链式生产线。
所述太阳能电池组件采用半片、叠瓦或拼片技术。
上述各实施例将边皮料切割成可制备成太阳能电池片的硅片，可提高硅棒的利用率；与现有边皮料熔融回炉的方式相比，各实施例能更有效地利用边皮料，减少能源浪费。
上述各实施例以长度方向少子寿命的极差、长度方向电阻率的极差来挑选合格边皮料，可使切割出的硅片品质比较均匀（硅片的少子寿命分布、电阻率分布比较均匀）。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (21)
1.硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，先通过检验挑选出合格的边皮料，再将合格的边皮料切割成硅片；
所述检验包括边皮料电学性能检验；所述边皮料电学性能检验包括边皮料电阻率检验和边皮料少子寿命检验；
所述边皮料电阻率检验的步骤包括：检测边皮料长度方向的电阻率分布，以长度方向电阻率的极差来挑选合格边皮料，合格边皮料需满足长度方向电阻率的极差不大于预定电阻率极差；所述预定电阻率极差不大于300%；
所述边皮料少子寿命检验的步骤包括：检测边皮料长度方向的少子寿命分布，以长度方向少子寿命的极差来挑选合格边皮料，合格边皮料需满足长度方向少子寿命的极差不大于预定少子寿命；所述预定少子寿命不小于1us；
以长度方向少子寿命的极差、长度方向电阻率的极差来挑选合格边皮料，可使切割出的硅片品质比较均匀；
所述将合格的边皮料切割成硅片，包括如下步骤：先将边皮料截断成边皮料小段；再将边皮料小段切割成硅块，硅块的长度方向与边皮料小段的长度方向一致；再沿硅块的长度方向将硅块切片成硅片，或沿与硅块长度方向呈一定夹角的方向将硅块切片成硅片。
2.根据权利要求1所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述硅片为凸多边形或凹多边形。
3.根据权利要求1所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述硅片为矩形硅片。
4.根据权利要求3所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述硅片的四角为圆角。
5.根据权利要求3或4所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述硅片的宽度比常规方片或准方片的宽度小。
6.根据权利要求5所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述硅片的宽度为常规方片或准方片宽度的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一或六分之一。
7.根据权利要求1所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，将上述硅片制成电池片，且在电池片的制备过程中去除硅片边缘的损伤层。
8.根据权利要求7所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，采用电池片生产线将上述硅片制成电池片；电池片生产线包括链式设备和管式设备；或者，电池片生产线为全链式生产线。
9.根据权利要求7或8所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，采用上述电池片制备太阳能电池组件。
10.根据权利要求9所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述太阳能电池组件使用非整片电池片制作组件的技术。
11.根据权利要求9所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述太阳能电池组件采用半片、叠瓦或拼片技术。
12.根据权利要求1所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，将上述硅片分割成至少两个分片。
13.根据权利要求12所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述分片为矩形。
14.根据权利要求13所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述分片的四角为圆角。
15.根据权利要求13或14所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述分片的宽度比常规方片或准方片的宽度小。
16.根据权利要求15所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述分片的宽度为常规方片或准方片宽度的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一或六分之一。
17.根据权利要求12所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，将上述分片制成电池片，且在电池片的制备过程中去除分片边缘的损伤层。
18.根据权利要求17所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，采用电池片生产线将上述分片制成电池片；电池片生产线包括链式设备和管式设备；或者，电池片生产线为全链式生产线。
19.根据权利要求17或18所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，采用上述电池片制备太阳能电池组件。
20.根据权利要求19所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述太阳能电池组件使用非整片电池片制作组件的技术。
21.根据权利要求19所述的硅棒边皮料的利用方法，其特征在于，所述太阳能电池组件采用半片、叠瓦或拼片技术。
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