CN112349811A - 电池片的钝化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种电池片的钝化方法，包括：提供整片电池片；对所述整片电池片进行切割处理，形成若干分立的电池片，所述电池片具有相对的正面和背面、以及连接所述正面和所述背面的切割面，且所述电池片还具有贯穿所述正面和所述背面的切割损伤区，所述切割面为所述切割损伤区的外侧；采用化学腐蚀的方式，去除整个所述切割损伤区，形成连接所述正面和所述背面的腐蚀面；对所述腐蚀面进行钝化处理，形成钝化层。本申请实施例有利于提高电池片的效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及光伏技术领域，特别涉及一种电池片的钝化方法。
背景技术
随着激光技术的高速发展，激光切片成为了改善整片电池片功率损失非常经济性的解决方案。利用激光切割技术将整片电池片切成一半或者多个小片的切片电池，随后再将切片电池利用导电焊带进行串联，串联电流低于整片电流，切片电池的电流下降能够改善光伏组件的功率损失。
然而随着对激光切片的深入研究发现，虽然解决了光伏组件功率损失的问题，但又引入了切片电池效率损失的问题，常规的电池片电池效率切割后损失严重，限制了光伏组件技术向半片以及叠片技术发展的进度。
发明内容
本发明实施例提供一种电池片的钝化方法，有利于解决电池切割后电池效率下降的问题。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种电池片的钝化方法，包括：提供整片电池片；对所述整片电池片进行切割处理，形成若干分立的电池片，所述电池片具有相对的正面和背面、以及连接所述正面和所述背面的切割面，且所述电池片还具有贯穿所述正面和所述背面的切割损伤区，所述切割面为所述切割损伤区的外侧；采用化学腐蚀的方式，去除整个所述切割损伤区，形成连接所述正面和所述背面的腐蚀面；对所述腐蚀面进行钝化处理，形成钝化层。
另外，所述化学腐蚀的方式包括：采用碱性溶液或酸性溶液对所述切割损伤区进行刻蚀处理。
另外，所述碱性溶液包括：氢氧化钾溶液或氢氧化氨溶液；其中，所述氢氧化氨溶液中氢氧化氨的质量浓度为2％～30％；所述氢氧化钾溶液中氢氧化钾的质量浓度为2％～40％。
另外，采用所述碱性溶液对所述切割损伤区进行刻蚀处理，所述刻蚀处理的工艺参数包括：工艺温度为25摄氏度～80摄氏度，工艺时长为2分钟～40分钟。
另外，所述酸性溶液包括：氢氟酸溶液或硝酸溶液；其中，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的质量浓度为0.5％～3％；所述硝酸溶液中硝酸的质量浓度为45％～70％。
另外，采用所述酸性溶液对所述切割损伤区进行刻蚀处理，所述刻蚀处理的工艺参数包括：工艺温度为6摄氏度～15摄氏度，工艺时长为30秒～5分钟。
另外，所述去除所述切割损伤区，包括：提供刻蚀液体；向所述切割面涂覆所述刻蚀液体，直至去除所述切割损伤区。
另外，利用滚轮携带所述刻蚀液体在所述切割面上滚动，以向所述切割面涂覆所述刻蚀液体。
另外，在平行于所述正面或所述背面的方向上，去除的所述切割损伤区的宽度为20微米～1毫米。
另外，所述电池片还包括：位于所述正面或者所述背面的电极，且所述电极与所述切割面的距离大于1毫米。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：
本发明实施例提供的电池片的钝化方法中，采用化学腐蚀的方法去除电池片切割时产生的切割损伤区，形成腐蚀面，然后对腐蚀面进行钝化处理，形成钝化层，在整片电池片被切割后，切割面上会形成悬挂键，直接对切割面钝化处理形成钝化层，会导致悬挂键形成的电子-空穴复合中心在切割损伤区，电子和空穴在切割损伤区复合，会导致电池片效率下降，去除了切割损伤区之后，钝化层可直接钝化腐蚀面的悬挂键，悬挂键形成的电子-空穴复合中心位于电池片没有受损伤的区域，电子和空穴在电池片没有受损伤的区域的电子-空穴复合中心复合，提高了切割后的电池片效率，钝化层起到了钝化效果。
本发明实施例采用化学腐蚀的方法去除切割损伤区的方法具体可以为利用滚轮携带刻蚀液体在切割面上滚动，向切割面涂覆刻蚀液体，采用此方法可以只让化学腐蚀反应在切割损伤区反应，去除切割损伤区的过程不会影响电池片除切割损伤区之外的其他区域。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为一种已切割钝化电池片的剖面结构示意图；
图2～图5为本发明实施例提供的电池片的钝化方法中各步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有技术的已切割电池片的效率有待提高。
参考图1，一种已切割钝化电池片的结构包括：电池片100，切割损伤区104，电极105和钝化层107。
电池片100包括切割损伤区104，切割面上形成有悬挂键，直接对切割面钝化处理形成钝化层107，会导致悬挂键形成的电子-空穴复合中心位于切割损伤区104，电子和空穴在切割损伤区104复合，电池片100效率下降，钝化层107未起到钝化效果。
为解决上述问题，本发明实施提供一种电池片钝化方法，去除了切割损伤区，电子和空穴在电池片没有受损伤的区域复合，钝化层起到了钝化效果，提高了电池片的效率，电池片的效率包括：能量转换效率、短路电流、开路电压和填充因子。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
图2～图5为本发明实施例提供的电池片的钝化方法中各步骤对应的结构示意图，以下将结合附图对本实施例提供的电池片的钝化方法进行详细说明。
参考图2，提供整片电池片001。
整片电池片001包括：晶体硅电池、多元化合物薄膜电池、有机化合物电池、敏化纳米晶电池或聚合物多层修饰电极型电池。
参考图3，对整片电池片001进行切割处理，形成若干分立的电池片100，电池片100具有相对的正面101和背面102、以及连接正面101和背面102的切割面103，且电池片100还具有贯穿正面101和背面102的切割损伤区104，切割面103为切割损伤区104的外侧。
对整片电池片001进行切割处理，形成若干分立的电池片100，切割处理可以是整片电池片001一片一片切割，也可以是多个整片电池片001为一叠，同时进行切割处理。
参考图3，电池片100还包括：位于正面101或背面102的电极105，且电极105与切割面103的距离d2大于1毫米。
参考图3，在平行于正面101或背面102的方向上，去除的切割损伤区104的宽度d1为20微米～1毫米，具体可以为，200微米、500微米或800微米。如此，因为切割损伤区104的宽度d1小于电极105与切割面103的距离d2，切割损伤区104不包括电极105所在区域，所以在去除切割损伤区104时，化学腐蚀切割损伤区104的影响区域不包括电极105，去除切割损伤区104的时不会破坏电池片100上的电极105，防止了电极105腐蚀脱落。
本实施例中，切割面103为切割损伤区104的外侧，一个电池片100具有一个切割面103和一个切割损伤区104；在其他实施例中，一个电池片具有多个切割面和切割损伤区。
参考图4，采用化学腐蚀的方式，去除整个切割损伤区104，形成连接正面101和背面102的腐蚀面106。
本实施例中，去除切割损伤区104包括：提供刻蚀液体，向切割面103(见图3)涂覆刻蚀液体，直至去除刻蚀损伤区104。如此，去除切割损伤区104的方式为仅是向切割面103涂覆刻蚀液体，相对于电池片整个与刻蚀液体接触去除切割损伤区的方法，本实施例的方法可以在不接触电池片100除切割面103之外区域的情况下，达到去除切割损伤区104的目的，避免了因为去除切割损伤区104而带来的电池片100效率降低和电池片100外观不良的问题。
在其他实施例中，在进行去除切割损伤区的处理时，在保证该处理不会使得电池片效率下降和电池片外观不良时，刻蚀液体可以与整个电池片接触。
本实施例中，利用滚轮携带刻蚀液体在切割面103上滚动，以向切割面103涂覆刻蚀液体。如此，利用滚轮装置采用滚轮携带刻蚀液体在切割面103上滚动的方式，保证了刻蚀液体不与电池片100除切割面103以外区域接触，避免了因为去除切割损伤区104而带来的电池片100效率降低和电池片100外观不良的问题。
本实施例中，化学腐蚀的方式包括：采用碱性溶液或酸性溶液对切割损伤区104进行刻蚀处理。如此，相比于物理去除切割损伤区104的方式，采用化学腐蚀的方式去除切割损伤区104的时候不会产生新的损伤区域。
本实施例中，采用碱性溶液对切割损伤区104进行刻蚀处理，刻蚀处理的工艺参数包括：工艺温度为25摄氏度～80摄氏度，具体可以为40摄氏度、55摄氏度或70摄氏度；工艺时长为2分钟～40分钟，具体可以为10分钟、20分钟或30分钟。
碱性溶液包括：氢氧化钾溶液或氢氧化氨溶液；其中，氢氧化氨溶液中氢氧化氨的质量浓度为2％～30％，具体可以为10％、15％或20％；氢氧化钾溶液中氢氧化钾的质量浓度为2％～40％，具体可以为12％、18％或25％。
本实施例中，采用酸性溶液对切割损伤区104进行刻蚀处理，刻蚀处理的工艺参数包括：工艺温度为6摄氏度～15摄氏度，具体可以为8摄氏度、10摄氏度或12摄氏度；工艺时长为30秒～5分钟，具体可以为2分钟、3分钟或4分钟。
酸性溶液包括：氢氟酸溶液或硝酸溶液；其中，氢氟酸溶液中氢氟酸的质量浓度为0.5％～3％，具体可以为1％、1.5％或2％；硝酸溶液中硝酸的质量浓度为45％～70％，具体可以为50％、60％或65％。
本实施例中，通过控制化学腐蚀工艺的工艺时长、工艺温度和溶液比例来控制化学腐蚀工艺的反应速度和腐蚀电池片100的总量。
参考图5，对腐蚀面106进行钝化处理，形成钝化层107。
本实施例中，在去除切割损伤区104，形成腐蚀面106之后，对腐蚀面106进行钝化处理，形成钝化层107。在其他实施例中，在保证不影响电池片的效率和电池片外观的情况下，不仅对腐蚀面进行钝化处理形成钝化层，还可以对电池片除腐蚀面外的其他区域进行钝化处理，形成钝化层。
本实施例中，钝化层107可以为：氧化硅、氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅或碳氮氧化硅中的多种为材料形成的复合膜层。
在其他实施例中，钝化层可以为氧化硅、氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅或碳氮氧化硅的单一膜层。
在电池片具有切割损伤区104时，切割损伤区104的切割面103具有悬挂键，对切割面103进行钝化处理形成钝化层，虽然切割面103的化学活性降低，但是钝化处理后，切割面103的悬挂键会在靠近切割面103的切割损伤区104形成电子-空穴复合中心，电子和空穴在切割损伤区104的电子-空穴复合中心复合，电池片的效率下降；去除切割损伤区104后，腐蚀面106具有悬挂键，对腐蚀面106进行钝化处理形成钝化层107，腐蚀面106的化学活性降低，电池片100的效率不会下降，而且钝化处理后，腐蚀面106的悬挂键形成的电子-空穴复合中心在电池片100未受损伤区域，电池片100的效率不会下降，钝化层起到了钝化效果，所以，在去除了切割损伤区104之后的腐蚀面106形成钝化层107，与直接在切割面103上形成钝化层相比，具有更好的钝化效果。
以下将结合示例对本实施例提供的电池片的钝化方法钝化后的电池片效率提升情况进行详细说明。
表一示意出了电池片效率的提升结果。
表一
示例中，如表一所示，N型电池激光切割后的初始Eta(能量转换效率)为23.568％，采用本实施例的处理方法后N型电池激光切割后的Eta为23.690％，处理后的增益为0.122％；N型电池激光切割后的初始Isc(短路电流)为5.504A，采用本实施例的处理方法后N型电池激光切割后的Isc为5.521A，处理后的增益为0.017A；N型电池激光切割后的初始Voc(开路电压)为0.6990mv，采用本实施例的处理方法后N型电池激光切割后的Voc为0.6992mv，处理后的增益为0.0002mv；N型电池激光切割后的初始FF(填充因子)为81.916％，采用本实施例的处理方法后N型电池激光切割后的FF为82.088％，处理后的增益为0.172％。
可以得到的是，采用本实施例提供的电池片的钝化处理方法处理电池片，提高了电池片的效率。
本实施例提供一种电池片的钝化方法，采用化学腐蚀的方法去除电池片切割时产生的切割损伤区，形成腐蚀面，然后对腐蚀面进行钝化处理，形成钝化层，在整片电池片被切割后，切割面上会形成悬挂键，直接对切割面钝化处理形成钝化层，会导致悬挂键形成的电子-空穴复合中心在切割损伤区，电子和空穴在切割损伤区复合，会导致电池片效率下降，去除了切割损伤区之后，钝化层可直接钝化腐蚀面的悬挂键，悬挂键形成的电子-空穴复合中心位于电池片没有受损伤的区域，电子和空穴在电池片没有受损伤的区域的电子-空穴复合中心复合，提高了切割后的电池片效率，钝化层起到了钝化效果，进而提升光伏组件功率，而且本实施例的电池片钝化方法适合大规模量产。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种电池片的钝化方法，其特征在于，包括：
提供整片电池片；
对所述整片电池片进行切割处理，形成若干分立的电池片，所述电池片具有相对的正面和背面、以及连接所述正面和所述背面的切割面，且所述电池片还具有贯穿所述正面和所述背面的切割损伤区，所述切割面为所述切割损伤区的外侧；
采用化学腐蚀的方式，去除整个所述切割损伤区，形成连接所述正面和所述背面的腐蚀面；
对所述腐蚀面进行钝化处理，形成钝化层。
2.根据权利要求1所述的电池片的钝化方法，其特征在于，所述化学腐蚀的方式包括：采用碱性溶液或酸性溶液对所述切割损伤区进行刻蚀处理。
3.根据权利要求2所述的电池片的钝化方法，其特征在于，所述碱性溶液包括：氢氧化钾溶液或氢氧化氨溶液；其中，所述氢氧化氨溶液中氢氧化氨的质量浓度为2％～30％；所述氢氧化钾溶液中氢氧化钾的质量浓度为2％～40％。
4.根据权利要求2所述的电池片的钝化方法，其特征在于，采用所述碱性溶液对所述切割损伤区进行刻蚀处理，所述刻蚀处理的工艺参数包括：工艺温度为25摄氏度～80摄氏度，工艺时长为2分钟～40分钟。
5.根据权利要求2所述的电池片的钝化方法，其特征在于，所述酸性溶液包括：氢氟酸溶液或硝酸溶液；其中，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的质量浓度为0.5％～3％；所述硝酸溶液中硝酸的质量浓度为45％～70％。
6.根据权利要求2所述的电池片的钝化方法，其特征在于，采用所述酸性溶液对所述切割损伤区进行刻蚀处理，所述刻蚀处理的工艺参数包括：工艺温度为6摄氏度～15摄氏度，工艺时长为30秒～5分钟。
7.根据权利要求1所述的电池片的钝化方法，其特征在于，所述去除所述切割损伤区，包括：提供刻蚀液体；向所述切割面涂覆所述刻蚀液体，直至去除所述切割损伤区。
8.根据权利要求7所述的电池片的钝化方法，其特征在于，利用滚轮携带所述刻蚀液体在所述切割面上滚动，以向所述切割面涂覆所述刻蚀液体。
9.根据权利要求1所述的电池片的钝化方法，其特征在于，在平行于所述正面或所述背面的方向上，去除的所述切割损伤区的宽度为20微米～1毫米。
10.根据权利要求1所述的电池片的钝化方法，其特征在于，所述电池片还包括：位于所述正面或者所述背面的电极，且所述电极与所述切割面的距离大于1毫米。
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