CN111074275B - 一种修复晶硅太阳电池银栅线电极的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种修复晶硅太阳电池银栅线电极的方法,属于晶硅太阳电池领域。本发明先对损坏的晶硅太阳电池银栅线电极进行光诱导化学镀银处理,使银有效填充进原银栅线电极内的空隙中,并在其表面以及银栅线电极脱落的位置上形成一层致密度高的银种子膜,然后进行电镀银处理,不但可实现银种子膜的快速增厚,而且可避免银定向片状晶的生成,有效改善银镀层的表面质量,从而获得大高宽比的再生银栅线电极。此外,本发明的方法不需要对电池进行高温处理,可避免电池性能的进一步衰退,在修复过程中也不会对晶硅太阳电池的其他部分(如减反射膜(氮化硅或氧化硅层))造成损害,从而可有效提高废旧晶硅太阳电池的回收再利用率。
Description
技术领域
本发明涉及晶硅太阳电池技术领域,尤其涉及一种修复晶硅太阳电池银栅线电极的方法。
背景技术
光伏应用市场不断扩大,越来越多的光伏发电系统安装了大量光伏组件,尤其是晶硅太阳电池光伏组件。随着使用时间的延长,光伏组件性能会逐渐衰退,对性能衰退严重的组件进行回收处理,不但能解决废旧组件可能对环境造成的破坏问题,并可以带来一定的附加经济价值。目前,对废旧晶硅太阳电池的回收处理方法主要是通过物理破坏回收硅粉或者经化学腐蚀处理回收硅片,但是上述回收处理过程复杂,且均会增大晶硅太阳电池的生产成本,且对环境有一定的污染。造成光伏组件性能衰退的原因有很多,一部分原因是由于晶硅太阳电池的银栅线电极分离或剥落。将这些晶硅太阳电池完整回收后,如果能对银栅线电极进行修复,则可以让这些废旧电池再次使用。这样既能降低回收成本也能减少环境污染。
通常,晶硅太阳电池上的银栅线电极是通过丝网印刷银浆料然后高温烧结制备而成的。银浆料构成主要包括三部分:银颗粒、玻璃料和有机溶剂,在高温烧结过程中,银浆料中的有机溶剂被烧蚀掉,玻璃料熔融刻蚀电池表面的绝缘介质层(主要是氮化硅),银颗粒彼此靠近熔合连成一体形成栅线电极,同时通过玻璃料刻蚀区穿透绝缘介质层与下面的硅电池相连。但这样形成的银栅线电极并不完全致密,其中含有一定量的空隙,并且在使用过程中,其与下面的硅电池之间的连接也会受到影响,个别位置会形成分离或脱落。
对性能下降的银栅线电极进行修复,如果采用丝网印刷,不但需要进行网版对准,使新栅线印制在旧的栅线位置上,工艺难度较大,更重要的,后续要再次进行的高温烧结过程会对已经历过一次烧结的电池的性能造成破坏。因此,丝网印刷修复银栅线电极并不可行。另外的一种可选方法是采用电镀,通过选用合适的银电镀液,并在电池片上施加一定电压,在旧栅线电极位置上电镀上银镀层。但这样获得的电镀银层生长速度不易控制,容易形成片状晶,栅线表面质量差。亟需研发一种修复晶硅太阳电池银栅线电极的方法,以实现晶硅太阳电池的循环利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种修复晶硅太阳电池银栅线电极的方法,本发明所提供的方法能够有效提高晶硅太阳电池的转换效率,且表面质量优异。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种修复晶硅太阳电池银栅线电极的方法,包括如下步骤:
将损坏的晶硅太阳电池银栅线电极依次进行光诱导化学镀银处理和电镀银处理,得到再生银栅线电极。
优选地,所述光诱导化学镀银处理用化学镀银液包括如下组分:硝酸银、硫酸铵、葡萄糖和水;其中,硝酸银的浓度为0.1~0.5mol/L,硫酸氨的浓度为0.5~1mol/L,葡萄糖的浓度为0.05~0.2mol/L,所述化学镀银液的pH值为7~8。
优选地,所述化学镀银液的工作温度为20~40℃,所述光诱导化学镀银的光照强度为500~1500W/m2,所述光诱导化学镀银的时间为1~5min。
优选地,所述电镀银处理用电镀银液包括如下组分:硝酸银、硫酸铵和水;其中,硝酸银的浓度为0.1~0.5mol/L,硫酸铵的浓度为0.5~1mol/L,所述电镀银液的pH值为7~8。
优选地,所述电镀银液的工作温度为20~40℃,所述电镀银处理的电流密度为0.05~2A/dm2,所述电镀银处理的时间为0.5~5min。
优选地,所述电镀银处理的正极的材质为银。
优选地,所述电镀银处理完成后,将所得晶硅太阳电池依次进行水洗和干燥,得到再生晶硅太阳电池。
优选地,所述干燥的温度为80~100℃,时间为8~15min。
本发明提供了一种修复晶硅太阳电池银栅线电极的方法,包括如下步骤:将损坏的晶硅太阳电池银栅线电极依次进行光诱导化学镀银处理和电镀银处理,得到再生晶硅太阳电池。本发明先对损坏的晶硅太阳电池银栅线电极进行光诱导化学镀银处理,使银有效填充进原银栅线电极内的空隙中,并在其表面以及银栅线电极脱落的位置上形成一层致密度高的银种子膜,然后进行电镀银处理,不但可实现银种子膜的快速增厚,而且可避免银定向片状晶的生成,有效改善银镀层的表面质量,从而获得大高宽比的再生银栅线电极。此外,本发明的方法不需要对电池进行高温处理,可避免电池性能的进一步衰退,在修复过程中也不会对晶硅太阳电池的其他部分(如减反射膜(氮化硅或氧化硅层))造成损害,从而可有效提高废旧晶硅太阳电池的回收再利用率。实施例结果表明,本发明所提供的方法所得再生晶硅太阳电池银栅线电极表面质量优异,且转换效率可提高10.2~33.2%。
附图说明
图1为实施例1所得再生晶硅太阳电池银栅线电极的截面SEM图;
图2为对比例1所得再生晶硅太阳电池银栅线电极的截面SEM图;
图3为对比例2所得再生晶硅太阳电池银栅线电极的截面SEM图。
具体实施方式
本发明提供了一种修复晶硅太阳电池银栅线电极的方法,包括如下步骤:
将损坏的晶硅太阳电池银栅线电极依次进行光诱导化学镀银处理和电镀银处理,得到再生晶硅太阳电池。
本发明首先对损坏的晶硅太阳电池银栅线电极进行光诱导化学镀银处理,得到初级太阳电池银栅线电极。在本发明中,所述光诱导化学镀银处理的速度较快,银优先在损坏的晶硅太阳电池银栅线电极上沉积,而来不及在硅衬底上沉积,可实现对银栅线电极的修复。
在本发明中,进行光诱导化学镀银处理前,优选将所述损坏的晶硅太阳电池银栅线电极依次进行水洗、干燥和正极表面封装;所述水洗的方式优选为冲洗,所述冲洗用水优选为去离子水,所述冲洗的时间优选为20~40min,更优选为30min;本发明对所述干燥的方式没有特殊限定,能够得到的干燥的产品即可;本发明对所述正极表面封装的方式没有特殊限定,能够保证所述晶硅太阳电池的正极表面密封,不与化学镀银液和电镀银液接触即可,在本发明实施例中,所述正极表面封装优选为在所述晶硅太阳电池的正极表面相对放置封装板,然后用胶带将缝隙密封;所述封装板的形状与正极表面相适应;在本发明中,所述封装板的材质优选为不导电的带有一定硬度的材料,且该材料不渗透化学镀银液和电镀银液;在本发明实施例中,所述封装板的材质优选为塑料或玻璃板;在本发明中,上述材质的封装板除了不渗透化学镀银液和电镀银液,还能够防止电镀银处理完成后,拆解胶带时晶硅太阳电池碎裂。在本发明实施例中,优选对含有所述损坏的晶硅太阳电池银栅线电极的晶硅太阳电池表面进行水洗,以实现对所述损坏的晶硅太阳电池银栅线电极的水洗;所述正极表面封装可将晶硅太阳电池的正极表面与化学镀银液和电镀银液隔离,从而避免正极受损。
在本发明中,所述损坏的晶硅太阳电池银栅线电极优选为废旧晶硅太阳电池上的晶硅太阳电池银栅线电极,所述晶硅太阳电池银栅线电极的损坏形式优选为银栅线电极的部分位置分离或脱落。
在本发明中,所述光诱导化学镀银处理用化学镀银液优选包括如下组分:硝酸银、硫酸铵、葡萄糖、水和pH调节剂;其中,硝酸银的浓度优选为0.1~0.5mol/L,硫酸氨的浓度优选为0.5~1mol/L,葡萄糖的浓度优选为0.05~0.2mol/L,所述化学镀银液的pH值优选为7~8。在本发明中,所述化学镀银处理用化学镀银液为无氰化学镀液,对环境无污染,且弱碱性环境可避免对晶硅太阳电池其他部位的破坏。
本发明对所述化学镀银液的配制方法没有特殊限定,能够得到所需化学镀银液即可。在本发明实施例中,所述化学镀银液优选通过如下方法配制得到:
将硝酸银水溶液滴加至硫酸铵水溶液中或将硫酸铵水溶液滴加至硝酸银水溶液中,得到预混液;
将葡萄糖水溶液滴加至所述预混合液中,得到初级化学镀银液;
调节所述初级化学镀银液的pH值至7~8,得到化学镀银液。
在本发明实施例中,所述硝酸银水溶液的浓度优选为0.4~2mol/L,所述硫酸铵水溶液的浓度优选为1~2mol/L;所述葡萄糖水溶液的浓度优选为0.2~0.8mol/L;所述硝酸银水溶液、硫酸铵水溶液和葡萄糖水溶液的用量以能够得到所需浓度的化学镀银液为准。
在本发明中,调节所述初级化学镀银液的pH值用pH值调节剂的用量非常少,为2~4滴,对初级化学镀银液的体积影响很小,因此,化学镀银液中的各物质的浓度视为与初级化学镀银液的浓度相同。
本发明对所述化学镀银液的配制过程中的滴加操作的滴加速度优选以无沉淀产生为准。
在本发明中,所述化学镀银液的配制过程优选维持搅拌状态。本发明对所述搅拌的速度没有特殊限定,能够保证物料混合均匀即可。
本发明对调节所述初级化学镀银液的pH值所用pH值调节剂的种类没有特殊限定,能够得到所需pH值即可,在本发明实施例中,调节所述初级化学镀液的pH值所用pH值调节剂优选为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液或氨水;所述氢氧化钠水溶液和氢氧化钾水溶液的浓度优选为1.8~2.2mol/L,更优选为2mol/L;所述氨水的质量浓度优选为25~30%,更优选为30%。
在本发明中,所述化学镀银液的工作温度优选为20~40℃,所述光诱导化学镀银的光照强度优选为500~1500W/m2,更优选为1000W/m2,所述光诱导化学镀银的时间优选为1~5min。
本发明对所述光诱导化学镀银处理的具体操作没有特殊限定,能够将光照射在损坏的晶硅太阳电池银栅线电极上进行光诱导化学镀银处理即可,在本发明实施例中,直接将正极表面封装好的晶硅太阳电池放入化学镀银液中,将光源照射在晶硅太阳电池的负极表面即可。
在本发明中,所述化学镀银处理过程中,优选维持所述化学镀银液为搅拌状态。本发明对所述搅拌的转速没有特殊限定,能够维持化学镀银液分散均匀即可。
完成化学镀银处理后,本发明将初级再生晶硅太阳电池银栅线电极进行电镀银处理,得到再生晶硅太阳电池银栅线电极。
在本发明中,所述电镀银处理用电镀银液优选包括如下组分:硝酸银、硫酸铵和水;其中,硝酸银的浓度优选为0.1~0.5mol/L,硫酸铵的浓度优选为0.5~1mol/L,所述电镀银液的pH值优选为7~8。在本发明中,所述电镀银液为无氰电镀液,对环境无污染,且弱碱性环境可避免对晶硅太阳电池其他部位的破坏。
本发明对所述电镀银液的配制方法没有特殊限定,能够得到所需电镀银液即可。在本发明实施例中,所述电镀银液优选通过如下方法配制得到:
将硝酸银水溶液滴加至硫酸铵水溶液中,或将硫酸铵水溶液滴加至硝酸银水溶液中,得到初级电镀银液;
调节所述初级电镀银液的pH值至7~8,得到电镀银液。
在本发明实施例中,所述硝酸银水溶液的浓度优选为0.2~1mol/L,所述硫酸铵水溶液的浓度优选为1~2mol/L;所述硝酸银水溶液和硫酸铵水溶液的用量以能够得到所需浓度的电镀银液为准。
在本发明中,调节所述初级电镀银液的pH值用pH值调节剂的用量非常少,为2~4滴,对初级电镀银液的体积影响很小,因此,电镀银液中的各物质的浓度视为与初级电镀银液的浓度相同。
本发明对所述电镀银液的配制过程中的滴加操作的滴加速度优选以无沉淀产生为准。
在本发明中,所述电镀银液的配制过程优选维持搅拌状态。本发明对所述搅拌的速度没有特殊限定,能够保证物料混合均匀即可。
本发明对调节所述初级电镀银液的pH值所用pH值调节剂的种类没有特殊限定,能够得到所需pH值即可,在本发明实施例中,调节所述初级电镀银液的pH值所用pH值调节剂的选择范围优选与调节所述初级化学镀液的pH值所用pH值调节剂的选择范围相同,在此不再赘述。
在本发明中,所述电镀银液的工作温度优选为20~40℃,所述电镀银处理的电流密度优选为0.05~2A/dm2,所述电镀银处理的时间优选为0.5~5min。
在本发明中,所述电镀银处理所用正极的材质优选为银;本发明对所述正极的形状没有特殊限定,本领域技术人员可根据需要选择,能够保证上述电流密度即可;在本发明实施例中,所述正极优选为银片或银板。
本发明对所述电镀银处理的具体操作没有特殊限定,在本发明实施例中,优选以所述初级再生晶硅太阳电池银栅线电极为负极,以银片或银板为正极,进行电镀银处理。
在本发明中,所述电镀银处理过程中,优选维持所述电镀银液为搅拌状态。本发明对所述搅拌的转速没有特殊限定,能够维持电镀银液分散均匀即可。
所述电镀银处理完成后,本发明优选将所得晶硅太阳电池依次进行水洗和干燥,得到再生晶硅太阳电池银栅线电极。
本发明对所述水洗的方式没有特殊限定,能够将电镀液的残留液去除即可,在本发明实施例中,所述水洗的方式优选为冲洗,所述冲洗的时间优选为10~15min,所述水洗用洗液优选为去离子水。
在本发明中,所述干燥的温度优选为80~100℃,时间优选为8~15min。
下面结合实施例对本发明提供的一种修复晶硅太阳电池银栅线电极的方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按照国标GB 11010-1989公开的方法测试废旧晶硅太阳电池的转换效率,测试条件为:太阳辐照光谱为AM1.5,日照辐射度为1000W/m2,测试温度为25℃,结果为8.22%;
将上述测试的废旧晶硅太阳电池用去离子水冲洗30min后,干燥,然后将封装板与废旧晶硅太阳电池的正极表面相对放置,封装板的形状与正极表表面相适应,材质为玻璃,用胶带将缝隙密封,得到正极密封的废旧晶硅太阳电池;
将250mL浓度为0.4mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为2mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,然后滴加250mL浓度为0.2mol/L的葡萄糖水溶液,得到初级化学镀银液;使用浓度为2mol/L的氢氧化钠水溶液调节初级化学镀银液的pH值至7,氢氧化钠水溶液的用量为4滴,得到化学镀银液,其中硝酸银的浓度为0.1mol/L,硫酸铵的浓度为1mol/L,葡萄糖的浓度为0.05mol/L;
将化学镀银液升温至40℃,并维持搅拌,将前述密封的废旧晶硅太阳电池放入化学镀银液中,使用光照强度为1000W/m2的光照射废旧晶硅太阳电池的表面2min,完成化学镀银处理,在废旧晶硅太阳电池上得到初级再生晶硅太阳电池银栅线电极;
将500mL浓度为0.2mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为2mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,得到初级电镀银液;使用浓度为2mol/L的氢氧化钠水溶液调节初级化学镀银液的pH值至7,氢氧化钠水溶液的用量为3滴,得到电镀银液,其中,硝酸银的浓度为0.1mol/L,硫酸铵的浓度为1mol/L;
将所述电镀银液升温至40℃,以初级再生晶硅太阳电池银栅线电极为负极,以银片为正极,维持电镀银液为搅拌状态,在电流密度为1A/dm2的条件下电镀1min,完成电镀银处理;
将废旧晶硅太阳电池含有电镀银处理后的晶硅太阳电池银栅线电极的一面用去离子水冲洗10min,然后将废旧晶硅太阳电池在80℃干燥10min,在废旧晶硅太阳电池上得到再生晶硅太阳电池银栅线电极,将该废旧晶硅太阳电池记为再生晶硅太阳电池。
采用前述测定废旧晶硅太阳电池的转换效率的测试方法,测试再生晶硅太阳电池的转换效率,结果为10.95%,相对于废旧晶硅太阳电池提高了33.2%。
图1为本实施例所得再生晶硅太阳电池银栅线电极的界面SEM图,由图1可以看到,银栅线电极明显分为三个层次,如图中标示的1、2和3,其中,1为旧银栅线电极,有经过高温烧结后形成的孔隙;2为光诱导化学镀银处理形成的银种子膜,图层较致密且没有明显的孔隙,所生成的银颗粒也比较小;3为电镀银处理快速增厚形成的银膜,银层较厚也没有明显孔隙但生成的银颗粒较大。经本实施例的方法处理,银栅线电极的截面高度从原来的4μm增加至24μm。
实施例2
按照实施例1的方法测试本实施例所用废旧晶硅太阳电池的转换效率,结果为9.13%;
将上述测试的废旧晶硅太阳电池用去离子水冲洗30min后,干燥,然后将封装板与废旧晶硅太阳电池的正极表面相对放置,封装板的形状与正极表表面相适应,材质为玻璃,用胶带将缝隙密封,得到正极密封的废旧晶硅太阳电池;
将250mL浓度为2mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为1mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,然后滴加250mL浓度为0.8mol/L的葡萄糖水溶液,得到初级化学镀银液;使用浓度为2mol/L的氢氧化钠水溶液调节初级化学镀银液的pH值至8,氢氧化钠水溶液的用量为3滴,得到化学镀银液,其中硝酸银的浓度为0.5mol/L,硫酸铵的浓度为0.5mol/L,葡萄糖的浓度为0.2mol/L;
维持化学镀银液的温度为20℃,并维持搅拌,将前述密封的废旧晶硅太阳电池放入化学镀银液中,使用光照强度为1000W/m2的光照射废旧晶硅太阳电池的表面1min,完成化学镀银处理,在废旧晶硅太阳电池上得到初级再生晶硅太阳电池银栅线电极;
将500mL浓度为1mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为1mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,得到初级电镀银液;使用浓度为2mol/L的氢氧化钠水溶液调节初级化学镀银液的pH值至8,氢氧化钠水溶液的用量为4滴,得到电镀银液,其中,硝酸银的浓度为0.5mol/L,硫酸铵的浓度为0.5mol/L;
将所述电镀银液升温至30℃,以初级再生晶硅太阳电池银栅线电极为负极,以银片为正极,维持电镀银液为搅拌状态,在电流密度为0.1A/dm2的条件下电镀2min,完成电镀银处理;
将废旧晶硅太阳电池含有电镀银处理后的晶硅太阳电池银栅线电极的一面用去离子水冲洗15min,然后将废旧晶硅太阳电池在80℃干燥10min,在废旧晶硅太阳电池上得到再生晶硅太阳电池银栅线电极,将该废旧晶硅太阳电池记为再生晶硅太阳电池。
采用实施例1的方法测试再生晶硅太阳电池的转换效率,结果为11.12%,相对于废旧晶硅太阳电池提高了21.8%。
实施例3
按照实施例1的方法测试本实施例所用废旧晶硅太阳电池的转换效率,结果为7.35%;
将上述测试的废旧晶硅太阳电池用去离子水冲洗30min后,干燥,然后将封装板与废旧晶硅太阳电池的正极表面相对放置,封装板的形状与正极表表面相适应,材质为玻璃,用胶带将缝隙密封,得到正极密封的废旧晶硅太阳电池;
将250mL浓度为0.8mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为2mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,然后滴加250mL浓度为0.4mol/L的葡萄糖水溶液,得到初级化学镀银液;使用质量浓度为30%的氨水调节初级化学镀银液的pH值至7.5,氨水的用量为4滴,得到化学镀银液,其中硝酸银的浓度为0.2mol/L,硫酸铵的浓度为1mol/L,葡萄糖的浓度为0.1mol/L;
将化学镀银液升温至30℃,并维持搅拌,将前述密封的废旧晶硅太阳电池放入化学镀银液中,使用光照强度为1000W/m2的光照射废旧晶硅太阳电池的表面5min,完成化学镀银处理,在废旧晶硅太阳电池上得到初级再生晶硅太阳电池银栅线电极;
将500mL浓度为0.4mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为2mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,得到初级电镀银液;使用质量浓度为30%的氨水调节初级化学镀银液的pH值至7.5,氨水的用量为4滴,得到电镀银液,其中,硝酸银的浓度为0.2mol/L,硫酸铵的浓度为1mol/L;
将所述电镀银液升温至30℃,以初级再生晶硅太阳电池银栅线电极为负极,以银片为正极,维持电镀银液为搅拌状态,在电流密度为2A/dm2的条件下电镀1min,完成电镀银处理;
将废旧晶硅太阳电池含有电镀银处理后的晶硅太阳电池银栅线电极的一面用去离子水冲洗12min,然后将废旧晶硅太阳电池在90℃干燥10min,在废旧晶硅太阳电池上得到再生晶硅太阳电池银栅线电极,将该废旧晶硅太阳电池记为再生晶硅太阳电池。
采用实施例1的方法测试再生晶硅太阳电池的转换效率,结果为9.66%,相对于废旧晶硅太阳电池提高了31.4%。
实施例4
按照实施例1的方法测试本实施例所用废旧晶硅太阳电池的转换效率,结果为11.26%;
将上述测试的废旧晶硅太阳电池用去离子水冲洗30min后,干燥,然后将封装板与废旧晶硅太阳电池的正极表面相对放置,封装板的形状与正极表表面相适应,材质为玻璃,用胶带将缝隙密封,得到正极密封的废旧晶硅太阳电池;
将250mL浓度为0.4mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为1.5mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,然后滴加250mL浓度为0.2mol/L的葡萄糖水溶液,得到初级化学镀银液;使用质量浓度为30%的氨水调节初级化学镀银液的pH值至7,氨水的用量为4-5滴,得到化学镀银液,其中硝酸银的浓度为0.1mol/L,硫酸铵的浓度为0.75mol/L,葡萄糖的浓度为0.05mol/L;
维持化学镀银液的温度为20℃,并维持搅拌,将前述密封的废旧晶硅太阳电池放入化学镀银液中,使用光照强度为1000W/m2的光照射废旧晶硅太阳电池的表面1min,完成化学镀银处理,在废旧晶硅太阳电池上得到初级再生晶硅太阳电池银栅线电极;
将500mL浓度为0.2mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为1.5mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,得到初级电镀银液;使用浓度为30%的氨水调节初级化学镀银液的pH值至7,氨水的用量为5滴,得到电镀银液,其中,硝酸银的浓度为0.1mol/L,硫酸铵的浓度为0.75mol/L;
将所述电镀银液升温至30℃,以初级再生晶硅太阳电池银栅线电极为负极,以银片为正极,维持电镀银液为搅拌状态,在电流密度为0.05A/dm2的条件下电镀5min,完成电镀银处理;
将废旧晶硅太阳电池含有电镀银处理后的晶硅太阳电池银栅线电极的一面用去离子水冲洗10min,然后将废旧晶硅太阳电池在100℃干燥10min,在废旧晶硅太阳电池上得到再生晶硅太阳电池银栅线电极,将该废旧晶硅太阳电池记为再生晶硅太阳电池。
采用实施例1的方法测试再生晶硅太阳电池的转换效率,结果为13.46%,相对于废旧晶硅太阳电池提高了19.5%。
实施例5
按照实施例1的方法测试本实施例所用废旧晶硅太阳电池的转换效率,结果为11.48%;
将上述测试的废旧晶硅太阳电池用去离子水冲洗30min后,干燥,然后将封装板与废旧晶硅太阳电池的正极表面相对放置,封装板的形状与正极表表面相适应,材质为玻璃,用胶带将缝隙密封,得到正极密封的废旧晶硅太阳电池;
将250mL浓度为1.2mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为2mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,然后滴加250mL浓度为0.4mol/L的葡萄糖水溶液,得到初级化学镀银液;使用浓度为2mol/L的氢氧化钾水溶液调节初级化学镀银液的pH值至7.5,氢氧化钾水溶液的用量为3滴,得到化学镀银液,其中硝酸银的浓度为0.3mol/L,硫酸铵的浓度为1mol/L,葡萄糖的浓度为0.1mol/L;
维持化学镀银液的温度为20℃,并维持搅拌,将前述密封的废旧晶硅太阳电池放入化学镀银液中,使用光照强度为1000W/m2的光照射废旧晶硅太阳电池的表面5min,完成化学镀银处理,在废旧晶硅太阳电池上得到初级再生晶硅太阳电池银栅线电极;
将500mL浓度为0.6mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为2mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,得到初级电镀银液;使用浓度为2mol/L的氢氧化钾溶液调节初级化学镀银液的pH值至7.5,氢氧化钾水溶液的用量为4滴,得到电镀银液,其中,硝酸银的浓度为0.3mol/L,硫酸铵的浓度为1mol/L;
维持所述电镀银液的温度为20℃,以初级再生晶硅太阳电池银栅线电极为负极,以银片为正极,维持电镀银液为搅拌状态,在电流密度为0.5A/dm2的条件下电镀3min,完成电镀银处理;
将废旧晶硅太阳电池含有电镀银处理后的晶硅太阳电池银栅线电极的一面用去离子水冲洗15min,然后将废旧晶硅太阳电池在100℃干燥10min,在废旧晶硅太阳电池上得到再生晶硅太阳电池银栅线电极,将含有再生银栅线电极的废旧晶硅太阳电池记为再生晶硅太阳电池。
采用实施例1的方法测试再生晶硅太阳电池的转换效率,结果为14.53%,相对于废旧晶硅太阳电池提高了26.6%。
实施例6
按照实施例1的方法测试本实施例所用废旧晶硅太阳电池的转换效率,结果为13.41%;
将上述测试的废旧晶硅太阳电池用去离子水冲洗30min后,干燥,然后将封装板与废旧晶硅太阳电池的正极表面相对放置,封装板的形状与正极表表面相适应,材质为玻璃,用胶带将缝隙密封,得到正极密封的废旧晶硅太阳电池;
将250mL浓度为0.4mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为2mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,然后滴加250mL浓度为0.8mol/L的葡萄糖水溶液,得到初级化学镀银液;使用浓度为2mol/L的氢氧化钾水溶液调节初级化学镀银液的pH值至8,氢氧化钾水溶液的用量为3滴,得到化学镀银液,其中硝酸银的浓度为0.1mol/L,硫酸铵的浓度为1mol/L,葡萄糖的浓度为0.2mol/L;
将化学镀银液升温至30℃,并维持搅拌,将前述密封的废旧晶硅太阳电池放入化学镀银液中,使用光照强度为1000W/m2的光照射废旧晶硅太阳电池的表面3min,完成化学镀银处理,在废旧晶硅太阳电池上得到初级再生晶硅太阳电池银栅线电极;
将500mL浓度为0.2mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为2mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,得到初级电镀银液;使用浓度为2mol/L的氢氧化钾水溶液调节初级化学镀银液的pH值至7.5,氢氧化钾水溶液的用量为4滴,得到电镀银液,其中,硝酸银的浓度为0.1mol/L,硫酸铵的浓度为1mol/L;
将所述电镀银液升温至30℃,以初级再生晶硅太阳电池银栅线电极为负极,以银片为正极,维持电镀银液为搅拌状态,在电流密度为0.4A/dm2的条件下电镀2min,完成电镀银处理;
将废旧晶硅太阳电池含有电镀银处理后的晶硅太阳电池银栅线电极的一面用去离子水冲洗10min,然后将废旧晶硅太阳电池在90℃干燥10min,在废旧晶硅太阳电池上得到再生晶硅太阳电池银栅线电极,将该废旧晶硅太阳电池记为再生晶硅太阳电池。
采用实施例1的方法测试再生晶硅太阳电池的转换效率,结果为14.78%,相对于废旧晶硅太阳电池提高了10.2%。
对比例1
按照实施例1的方法测试本实施例所用废旧晶硅太阳电池的转换效率,结果为8.46%;
将上述测试的废旧晶硅太阳电池用去离子水冲洗30min后,干燥,然后将封装板与废旧晶硅太阳电池的正极表面相对放置,封装板的形状与正极表表面相适应,材质为玻璃,用胶带将缝隙密封,得到正极密封的废旧晶硅太阳电池;
将500mL浓度为0.2mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为2mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,得到初级电镀银液;使用浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节初级化学镀银液的pH值至7.5,氢氧化钠水溶液的用量为4滴,得到电镀银液,其中,硝酸银的浓度为0.1mol/L,硫酸铵的浓度为1mol/L;
将所述电镀银液升温至40℃,密封的废旧晶硅太阳电池的银栅线电极为负极,以银片为正极,维持电镀银液为搅拌状态,在电流密度为1A/dm2的条件下电镀1min,完成电镀银处理;
将废旧晶硅太阳电池含有电镀银处理后的晶硅太阳电池银栅线电极的一面用去离子水冲洗10min,然后将废旧晶硅太阳电池在80℃干燥10min,在废旧晶硅太阳电池上得到再生晶硅太阳电池银栅线电极,将该废旧晶硅太阳电池记为再生晶硅太阳电池。
采用实施例1的方法测试再生晶硅太阳电池的转换效率,结果为10.52%,相对于废旧晶硅太阳电池提高了24.3%。
图2为本对比例所得再生晶硅太阳电池的截面SEM图,由图2可以看出本对比例所得再生晶硅太阳电池银栅线电极的表面质量差,形成了银片状晶,且结构疏松。
对比例2
按照实施例1的方法测试本实施例所用废旧晶硅太阳电池的转换效率,结果为6.11%;
将上述测试的废旧晶硅太阳电池用去离子水冲洗30min后,备用;
将250mL浓度为0.4mol/L的硝酸银水溶液滴加至500mL浓度为2mol/L的硫酸铵水溶液中,滴加过程维持硫酸铵水溶液搅拌状态,然后滴加250mL浓度为0.2mol/L的葡萄糖水溶液,得到初级化学镀银液;使用浓度为2mol/L的氢氧化钠水溶液调节初级化学镀银液的pH值至7,氢氧化钠水溶液的用量为3滴,得到化学镀银液,其中硝酸银的浓度为0.1mol/L,硫酸铵的浓度为1mol/L,葡萄糖的浓度为0.05mol/L;
将化学镀银液升温至40℃,并维持搅拌,将前述密封的废旧晶硅太阳电池放入化学镀银液中,使用光照强度为1000W/m2的光照射废旧晶硅太阳电池的表面2min,在废旧晶硅太阳电池上得到再生晶硅太阳电池银栅线电极,将该废旧晶硅太阳电池记为再生晶硅太阳电池。
采用实施例1的方法测试再生晶硅太阳电池的转换效率,结果为6.62%,相对于废旧晶硅太阳电池提高了8.3%。
图3为本对比例所得再生晶硅太阳电池的截面SEM图,由图3可以看出在原晶硅太阳电池银栅线电极表面生成了一层致密的银膜,但增加的高度不够,仅为2μm,电池效率改善的程度受限。
综上所述,采用化学镀银处理和电镀银处理相结合的方法修复废旧晶硅太阳电池的银栅线电极,可以有效提高废旧晶硅太阳电池的转换效率,且所得再生晶硅太阳电池银栅线电极致密度高,表面质量好,不易脱落。此外,本发明所提供的修复方法工艺简单,操作方便,所采用的镀液均不含氰,对环境无污染,对电池表面的无栅线区域没有破坏性影响。由于不需要对电池片进行高温处理,也可避免高温造成电池性能下降。
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 (4)
1.一种修复晶硅太阳电池银栅线电极的方法,包括如下步骤:
将损坏的晶硅太阳电池银栅线电极依次进行光诱导化学镀银处理和电镀银处理,得到再生银栅线电极;
所述光诱导化学镀银处理用化学镀银液包括如下组分:硝酸银、硫酸铵、葡萄糖和水;其中,硝酸银的浓度为0.1~0.5mol/L,硫酸氨的浓度为0.5~1mol/L,葡萄糖的浓度为0.05~0.2mol/L,所述化学镀银液的pH值为7~8;
所述化学镀银液的工作温度为20~40℃,所述光诱导化学镀银的光照强度为500~1500W/m2,所述光诱导化学镀银的时间为1~5min;
所述电镀银处理用电镀银液包括如下组分:硝酸银、硫酸铵和水;其中,硝酸银的浓度为0.1~0.5mol/L,硫酸铵的浓度为0.5~1mol/L,所述电镀银液的pH值为7~8;
所述电镀银液的工作温度为20~40℃,所述电镀银处理的电流密度为0.05~2A/dm2,所述电镀银处理的时间为0.5~5min。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电镀银处理的正极的材质为银。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电镀银处理完成后,将所得晶硅太阳电池依次进行水洗和干燥,得到再生晶硅太阳电池。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述干燥的温度为80~100℃,时间为8~15min。
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