CN111354631A - 一种太阳能电池片组件的制作方法 - Google Patents

一种太阳能电池片组件的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池片组件的制作方法，包括以下步骤：硅片检测、表面制绒、扩散制结、去磷硅玻璃、等离子刻蚀、镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结。本发明采用硅片检测设备能够自动装片和卸片，并且能够将不合格品放到固定位置，从而提高检测精度和效率；使用扩散制结的方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十,少子寿命可大于10ms。

Description

一种太阳能电池片组件的制作方法
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体是一种太阳能电池片组件的制作方法。
背景技术
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
蓄电池是太阳能系统的组成设备之一，太阳能薄膜电池也是其中一种。薄膜电池以其电压高、原材料丰富、制造工艺简单在二次电池获得了广泛的应用,随着工业的发展和人民生活水平的提高，其应用领域逐步扩大，蓄电池将逐步进入我们的生活。
现有的薄膜电池的生产工艺流程复杂，加工设备众多，难以控制生产成本，而对于太阳能专用的薄膜电池，只是在现有的生产线上进行改进，加工不同的接线端子，存在流程不合理的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池片组件的制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种太阳能电池片组件的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、硅片检测：
所述硅片检测设备在线测量电池硅片的技术参数，所述硅片检测设备包括自动上下料设备、硅片传输设备、系统整合设备和四个检测模块，其中，所述检测模块包括：光伏硅片检测仪，用于对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸、对角线以及外观参数；微裂纹检测模块，用于检测硅片的内部微裂纹；在线测试模组，用于测试硅片体电阻率和硅片类型，少子寿命检测模块，用于检测硅片的少子寿命；
步骤二、表面制绒：
先用碱性或酸性腐蚀液对硅片须初步表面腐蚀，在腐蚀绒面后，进行一般的化学清洗，再使用浓度约为1％的氢氧化锂稀溶液来制备绒面硅，腐蚀温度为70-85℃；
步骤三、扩散制结：
把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在850---900℃下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器，通过三氯氧磷和硅片进行反应，形成PN结；
步骤四、去磷硅玻璃：
通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡，使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸，以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃；
步骤五、等离子刻蚀：
在低压状态下，以CF4气体为母体分子进行射频激发，产生电离并形成活性基团，活性反应基团与被刻蚀材料表面发生化学反应，并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面，使用真空系统将挥发性反应生成物抽出腔体；
步骤六、镀减反射膜：
以低温等离子体作能量源，样品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SiH4和NH3气体，在样品表面形成氮化硅薄膜；
步骤七、丝网印刷；
步骤八、快速烧结。
作为本发明进一步的方案：步骤一中所述技术参数至少包括：硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹。
作为本发明进一步的方案：步骤一中在进行少子寿命和电阻率检测前，先对硅片的对角线、微裂纹进行检测，并自动剔除破损硅片。
作为本发明进一步的方案：步骤二中初步表面腐蚀的深度为20～25μm。
作为本发明进一步的方案：步骤二氢氧化锂稀溶液中添加醇类作为络合剂。
作为本发明进一步的方案：所述醇类采用乙醇或异丙醇。
作为本发明进一步的方案：步骤八分为预烧结、烧结、降温冷却三个步骤，其中，预烧结目的在于：使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉，此阶段温度慢慢上升；烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应，形成电阻膜结构，使其真正具有电阻特性，该阶段温度达到峰值；降温冷却步骤，玻璃冷却硬化并凝固，使电阻膜结构固定地粘附于基片上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明采用硅片检测设备能够自动装片和卸片，并且能够将不合格品放到固定位置，从而提高检测精度和效率；
2.使用扩散制结的方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十,少子寿命可大于10ms。
附图说明
图1为本发明中硅片检测设备的结构原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种太阳能电池片组件的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、硅片检测
所述硅片检测设备100在线测量电池硅片的技术参数，所述技术参数至少包括硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹。
所述硅片检测设备100包括自动上下料设备101、硅片传输设备102、系统整合设备103和四个检测模块104，其中，所述检测模块104包括：光伏硅片检测仪，用于对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸、对角线以及外观参数；微裂纹检测模块，用于检测硅片的内部微裂纹；在线测试模组，用于测试硅片体电阻率和硅片类型，少子寿命检测模块，用于检测硅片的少子寿命。在进行少子寿命和电阻率检测之前，需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测，并自动剔除破损硅片。硅片检测设备能够自动装片和卸片，并且能够将不合格品放到固定位置，从而提高检测精度和效率。
步骤二、表面制绒
先用碱性或酸性腐蚀液对硅片须初步表面腐蚀，蚀去约20～25μm，在腐蚀绒面后，进行一般的化学清洗，再使用浓度约为1％的氢氧化锂稀溶液来制备绒面硅，腐蚀温度为70-85℃。为了获得均匀的绒面，还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂，以加快硅的腐蚀。制备绒面前，经过表面准备的硅片都不宜在水中久存，以防沾污，应尽快扩散制结。
步骤三、扩散制结
把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在850---900℃度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器，通过三氯氧磷和硅片进行反应，得到磷原子。经过一定时间，磷原子从四周进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成了N型半导体和P型半导体的交界面，也就是PN结。使用上述方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十,少子寿命可大于10ms。
步骤四、去磷硅玻璃
通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡，使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸，以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。在扩散过程中，POCL3与O2反应生成P2O5淀积在硅片表面。P2O5与Si反应又生成SiO2和磷原子，这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃；
步骤五、等离子刻蚀
在低压状态下，对反应气体CF4的母体分子射频激发，产生电离并形成等离子体，反应腔体中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性基团。活性反应基团由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，并与被刻蚀材料表面发生化学反应，并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面，被真空系统抽出腔体；
步骤六、镀减反射膜
以低温等离子体作能量源，样品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SiH4和NH3，经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成氮化硅薄膜；
步骤七、丝网印刷；
利用丝网图形部分网孔透过浆料，用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力，同时朝丝网另一端移动，油墨在移动中被刮刀从图形部分的网孔中挤压到基片上，由于浆料的粘性作用使印迹固着在一定范围内，印刷中刮板始终与丝网印版和基片呈线性接触，接触线随刮刀移动而移动，从而完成印刷行程；
步骤八、快速烧结
分为预烧结、烧结、降温冷却三个步骤，其中预烧结目的在于：使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉，此阶段温度慢慢上升；烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应，形成电阻膜结构，使其真正具有电阻特性，该阶段温度达到峰值；降温冷却步骤，玻璃冷却硬化并凝固，使电阻膜结构固定地粘附于基片上。
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囊括在本发明内。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，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种太阳能电池片组件的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、硅片检测：
所述硅片检测设备在线测量电池硅片的技术参数，所述硅片检测设备包括自动上下料设备、硅片传输设备、系统整合设备和四个检测模块，其中，所述检测模块包括：光伏硅片检测仪，用于对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸、对角线以及外观参数；微裂纹检测模块，用于检测硅片的内部微裂纹；在线测试模组，用于测试硅片体电阻率和硅片类型，少子寿命检测模块，用于检测硅片的少子寿命；
步骤二、表面制绒：
先用碱性或酸性腐蚀液对硅片须初步表面腐蚀，在腐蚀绒面后，进行一般的化学清洗，再使用浓度约为1％的氢氧化锂稀溶液来制备绒面硅，腐蚀温度为70-85℃；
步骤三、扩散制结：
把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在850---900℃下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器，通过三氯氧磷和硅片进行反应，形成PN结；
步骤四、去磷硅玻璃：
通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡，使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸，以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃；
步骤五、等离子刻蚀：
在低压状态下，以CF4气体为母体分子进行射频激发，产生电离并形成活性基团，活性反应基团与被刻蚀材料表面发生化学反应，并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面，使用真空系统将挥发性反应生成物抽出腔体；
步骤六、镀减反射膜：
以低温等离子体作能量源，样品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SiH4和NH3气体，在样品表面形成氮化硅薄膜；
步骤七、丝网印刷；
步骤八、快速烧结。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片组件的制作方法，其特征在于：步骤一中所述技术参数至少包括：硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片组件的制作方法，其特征在于：步骤一中在进行少子寿命和电阻率检测前，先对硅片的对角线、微裂纹进行检测，并自动剔除破损硅片。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片组件的制作方法，其特征在于：步骤二中初步表面腐蚀的深度为20～25μm。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片组件的制作方法，其特征在于：步骤二氢氧化锂稀溶液中添加醇类作为络合剂。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能电池片组件的制作方法，其特征在于：所述醇类采用乙醇或异丙醇。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片组件的制作方法，其特征在于：所述步骤八分为预烧结、烧结、降温冷却三个步骤，其中，预烧结目的在于：使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉，此阶段温度慢慢上升；烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应，形成电阻膜结构，使其真正具有电阻特性，该阶段温度达到峰值；降温冷却步骤，玻璃冷却硬化并凝固，使电阻膜结构固定地粘附于基片上。
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