CN111192936A - 一种不合格成品电池片的还原工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不合格成品电池片的还原工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、去除电池硅片铝背场：配置酸溶液并加热，选取成品电池硅片放入酸溶液中，至电池硅片上的铝粉完全反应脱落后取出，纯水漂洗；S2、去除电池硅片背面铝硅合金层：配置碱溶液并加热，将S1步骤处理后的电池硅片放入碱溶液中进行表面腐蚀，至电池硅片正、背电极反应脱落后取出，用纯水和双氧水漂洗；S3、去除正面SiNx膜与背面钝化膜：配置混合酸溶液并加热，将S2步骤处理后的电池硅片放入混合酸溶液中，至电池硅片正面SiNx膜及背面钝化膜完全反应去除干净后取出；S4、HCL二次清洗；S5、洗净、烘干。本方法针对PERC电池的还原，将电池片还原成原始硅片，节省成本开销、资源浪费。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池的制造和应用领域，尤其是一种不合格成品电池片的还原工艺。
背景技术
随着工业社会的不断发展，人类对能源的需求量与日俱增，能源短缺已经成为阻碍经济发展与世界和平的关键因素。太阳能因其清洁、储量大，分布广泛等优点备受关注，以太阳能电池为核心的光伏产业直接将太阳能转化成电能，是目前公认的“绿色能源”。
光伏产业发展的核心问题就是如何制作出低成本、高效率的太阳能电池。太阳能光伏电池主要是以半导体材料为基础，其中PERC电池是直接实现光电转换的装置，但是正常生产作业中，成品合格率始终无法达到100%，会产生降级片，此时如果下传会影响生产效率与良率，此部分不合格产品多以低廉的价格处理掉，致使进一步造成资源的浪费，制作成本的日益增加。
发明内容
鉴于以上现状，本发明提供一种不合格成品电池片的还原工艺，尤其针对PERC电池的还原工艺，通过本发明工艺可以非常简便的回收到PERC电池片正反面的贵金属电极，同时还可以将这些低效、降级、报废的电池片还原成原始硅片，重新开始常规的电池工艺流程制作成合格电池片，极大的节省了成本的开销和资源的浪费。
具体技术方案如下：
一种不合格成品电池片的还原工艺，其特征在于，所述还原工艺包括以下步骤：
S1、去除电池硅片铝背场：配置酸溶液并加热，选取成品电池硅片放入酸溶液中，至电池硅片上的铝粉完全反应脱落后取出，纯水漂洗；
S2、去除电池硅片背面铝硅合金层：配置碱溶液并加热，将S1步骤处理后的电池硅片放入碱溶液中进行表面腐蚀，至电池硅片正、背电极反应脱落后取出，用纯水和双氧水漂洗；
S3、去除正面SiNx膜与背面钝化膜：配置混合酸溶液并加热，将S2步骤处理后的电池硅片放入混合酸溶液中，至电池硅片正面SiNx膜及背面钝化膜完全反应去除干净后取出；
S4、HCL二次清洗：配置酸溶液并加热，将S3步骤处理后的电池硅片放入酸溶液中，反应去除电池片表面的金属离子；
S5、洗净、烘干：将S4步骤处理后的电池硅片放入纯水中，添加双氧水漂洗，干净后取出烘干。
进一步，步骤S1中的酸溶液是纯水与HCL配置成的浓度为20%的HCL溶液，加热至70℃，反应时间为200S。
进一步，步骤S2中的碱溶液是纯水与NaOH配置成的浓度为35%的NaOH溶液，加热至85℃，反应时间为130S。
进一步，步骤S2中的腐蚀量为0.4g。
进一步，步骤S3中的混合酸溶液为水、HF与HCL配置成的混合溶液，其中HF的浓度为8%，HCL的浓度为3%，加热至70℃，反应时间为400S。
进一步，步骤S4中的酸溶液是纯水与HCL配置成的浓度为1%的盐酸溶液，加热至45℃，反应时间为80S。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中进一步给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
与常规电池返工工艺不同，PERC电池在电池的背表面沉积ALO（氧化铝）+SiNx（氮化硅）作为减反射膜，常规电池的清洗还原配方并不能将之清洗干净，究其原因，若是单纯采用传统清洗还原方法，硅片背表面的ALO（氧化铝）膜层并不能完全清洗干净，此时若是重新制绒，会形成复合中心，影响电池性能。
本发明针对以上情况提供一种不合格成品电池片的还原工艺，包括以下步骤：
S1、去除电池硅片铝背场：配置酸溶液并加热，选取成品电池硅片放入酸溶液中，至电池硅片上的铝粉完全反应脱落后取出，纯水漂洗；其中具体为将纯水配入盐酸制成浓度为20%的HCL溶液，将HCL溶液加热至70℃，将电池片放入HCL溶液中反应200S，至电池硅片上的铝粉完全脱落后取出，用纯水将电池片漂洗干净。
S2、去除电池硅片背面铝硅合金层：配置碱溶液并加热，将S1步骤处理后的电池硅片放入碱溶液中进行表面腐蚀，至电池硅片正、背电极反应脱落后取出，用纯水和双氧水漂洗；其中具体为将纯水配入NaOH制成浓度为35%的NaOH溶液，将NaOH溶液加热至85℃，将电池片放入NaOH溶液中反应130S后取出，用纯水加少量双氧水将电池漂洗干净，由于NaOH溶液与Ag不会发生反应，NaOH 溶液能从电极边缘渗透与硅发生有效反应使正、反面电极整体腐蚀脱落，NaOH与硅腐蚀的腐蚀量以0.4g为最佳，NaOH与硅反应的化学反应式为：Si+2NaOH+2H2O====Na2SiO3+2H2 ↑，该过程在去除硅片铝硅合金的同时还方便实现脱落贵金属的再回收。
需要说明的是，由于PERC电池有别于常规电池工艺，PERC电池在背面钝化介质膜局部区域利用激光烧蚀方式局部开膜，使铝浆与硅片物理填充性能达到最优来实现良好的电接触，因此就提升了还原工艺的复杂度。目前所使用激光烧蚀方式，激光烧蚀深度为0.6-0.8um，所以本实施例中化学腐蚀的腐蚀量达到0.4g时，即方便对贵金属电极的收集，又能保证激光烧蚀区域的铝硅合金层被完全去除。
S3、去除正面SiNx膜与背面钝化膜：配置混合酸溶液并加热，将S2步骤处理后的电池硅片放入混合酸溶液中，至电池硅片正面SiNx膜及背面钝化膜完全反应去除干净后取出；其中的混合酸溶液为水、HF与HCL配置成的混合溶液，HF的浓度为8%，HCL的浓度为3%，将混合酸溶液加热至70℃，反应400S，即可将电池硅片正面SiNx膜及背面钝化膜完全反应去除干净。
S4、HCL二次清洗：配置酸溶液并加热，将S3步骤处理后的电池硅片放入酸溶液中，反应去除电池片表面的金属离子；其中的酸溶液是纯水与HCL配置成的浓度为1%的盐酸溶液，将酸溶液加热至45℃，反应时间80S，盐酸中的Cl-有携带金属离子的能力，可以去除电池片表面的金属离子，减少硅片表面金属杂质造成的缺陷达到降低SRH复合的目的。
S5、洗净、烘干：将S4步骤处理后的电池硅片放入纯水中，添加双氧水漂洗，干净后取出烘干。
在本实施例中，浓度为8%氢氟酸溶液可去除成品电池片的 SiNx 膜,氢氟酸和盐酸混合液可去除背面PERC钝化膜，若电池硅片背面未镀氧化铝膜则无需加盐酸，再用盐酸溶液对成品电池片进行二次清洗，去除表面金属离子达到还原硅片回收贵金属目的。本实施例通过一系列化学腐蚀的手段，非常简便的回收到电池正反面的贵金属电极，同时将这些低效、降级、报废的电池片还原成原始硅片，之后再经过制绒——扩散——去PSG——碱抛光——热氧化退火—— PECVD 镀减反射膜——镀钝化膜——在钝化膜表面使用激光开槽——印刷烧结——测试分选等步骤，将还原后的硅片重新加工为合格电池片，极大的节省了成本的开销和资源的浪费。
本领域的技术人员应理解，上述描述的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (6)
1.一种不合格成品电池片的还原工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、去除电池硅片铝背场：配置酸溶液并加热，选取成品电池硅片放入酸溶液中，至电池硅片上的铝粉完全反应脱落后取出，纯水漂洗；
S2、去除电池硅片背面铝硅合金层：配置碱溶液并加热，将S1步骤处理后的电池硅片放入碱溶液中进行表面腐蚀，至电池硅片正、背电极反应脱落后取出，用纯水和双氧水漂洗；
S3、去除正面SiNx膜与背面钝化膜：配置混合酸溶液并加热，将S2步骤处理后的电池硅片放入混合酸溶液中，至电池硅片正面SiNx膜及背面钝化膜完全反应去除干净后取出，纯水漂洗；
S4、HCL二次清洗：配置酸溶液并加热，将S3步骤处理后的电池硅片放入酸溶液中，反应去除电池片表面的金属离子；
S5、洗净、烘干：将S4步骤处理后的电池硅片放入纯水中，添加双氧水漂洗，干净后取出烘干。
2.根据权利要求1所述的不合格成品电池片的还原工艺，其特征在于，步骤S1中的酸溶液是纯水与HCL配置成的浓度为20%的盐酸溶液，加热至70℃，反应时间为200S。
3.根据权利要求1所述的不合格成品电池片的还原工艺，其特征在于，步骤S2中的碱溶液是纯水与NaOH配置成的浓度为35%的NaOH溶液，加热至85℃，反应时间为130S。
4.根据权利要求3所述的不合格成品电池片的还原工艺，其特征在于，步骤S2中的腐蚀量为0.4g。
5.根据权利要求1所述的不合格成品电池片的还原工艺，其特征在于，步骤S3中的混合酸溶液为水、HF与HCL配置成的混合溶液，其中HF的浓度为8%，HCL的浓度为3%，加热至70℃，反应时间为400S。
6.根据权利要求1所述的不合格成品电池片的还原工艺，其特征在于，步骤S4中的酸溶液是纯水与HCL配置成的浓度为1%的盐酸溶液，加热至45℃，反应时间为80S。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200522 |