CN112687764A - 一种单晶电池的制绒方法及由其制备的单晶电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种单晶电池的制绒方法及由其制备的单晶电池。所述制绒方法包括以下步骤：(1)抛光：将单晶硅片在碱液中进行抛光，控制所述单晶硅片的减重≤0.4g；(2)一次清洗：将步骤(1)经过抛光的单晶硅片在双氧水和碱液的混合溶液中进行清洗，然后再进行水洗；(3)制绒；(4)二次清洗；(5)三次清洗；(6)将步骤(5)经过三次清洗后的单晶硅片进行提拉和烘干，得到制绒后的单晶电池。本发明在原有的制绒工艺前，用低浓度碱液抛光硅片，再用双氧水和弱碱清洗抛光面、制绒后再对绒面进行二次修饰，达到对硅片表面的有机物和其余杂质的去除目的，避免污染带来的电池EL异常和漏电。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种单晶电池的制绒方法及由其制备的单晶电池。
背景技术
晶硅太阳电池技术迭代带来的降本提效逐步成为推动行业发展的主要动力，近两年来，单晶电池由于转换效率上的优势，在晶硅电池市场独占鳌头。但基于单晶电池的光致衰减困扰，电池工艺会通过增加镀膜工序的折射率来提升电池可靠性，但折射率上升，电绝缘性能变差，剥离银浆容易烧穿膜，导致Rsh偏低。单晶制绒工序的流程是：上料→碱制绒→水洗→碱洗→水洗→氢氟酸和盐酸混酸清洗→水洗→慢提拉→烘干→下料→进入扩散工序。因降本需要，目前硅片厚度一般都<180um偏薄，制绒工序如果没有经过初抛处理，硅片切割后的杂质容易留在绒面表面，在电池片后道工序中晶体缺陷变大，叠加高折射率工艺后会进一步引起RSH偏低从而导致低效大幅度上升。
现有单晶制绒的清洗方法，在清洗机的第一槽体中加入高浓度的NaOH和水的混合物，或用双氧水和氨水按比例混合成清洗液，洗掉带走部分有机污染和金属离子。该专利解决了常规单晶制绒的表面脏污残留，但由于粗抛浓度高减重大，而目前硅片越做越薄，再使用传统方法会影响电池厚度和弯曲不适宜推广，另外对清洗产生的高浓残碱和氨氮也不好处理。
CN104576831B公开了一种单晶硅片无醇制绒工艺及制绒添加剂，首先将硅片加入到预处理液中，对硅片进行预处理，预处理时间60s～300s，再加入到制绒液中进行制绒；单晶硅制绒工艺为：将去离子水加热到70℃～90℃，加入氢氧化钠或氢氧化钾，得到单晶硅制绒腐蚀液。该制绒工艺得到的电池片的绒面和表面洁净度质量较低，成品率和转换效率也较低。
如何解决单晶电池出现的制绒不当导致的RSH偏低，是目前亟待解决的一项技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单晶电池的制绒方法及由其制备的单晶电池。本发明在原有的制绒工艺前，用低浓度碱液抛光硅片，再用双氧水和弱碱清洗抛光面、制绒后再对绒面进行二次修饰，达到对硅片表面的有机物和其余杂质的去除目的，避免污染带来的电池EL(电致发光)异常和漏电。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种单晶电池的制绒方法，所述制绒方法包括以下步骤：
(1)抛光：将单晶硅片在碱液中进行抛光，控制所述单晶硅片的减重≤0.4g；
(2)一次清洗：将步骤(1)经过抛光的单晶硅片在双氧水和碱液的混合溶液中进行清洗，然后再进行水洗；
(3)制绒：将碱液和制绒添加剂进行混合，得到混合溶液，然后将步骤(2)经过一次清洗的单晶硅片在所述混合溶液中进行制绒；
(4)二次清洗：将质量浓度小于1.5％的碱液和1～5％的双氧水进行混合，得到混合溶液，将步骤(3)制绒后的单晶硅片在混合溶液中清洗单晶硅片的绒面，然后进行水洗；
(5)三次清洗：将步骤(4)经过二次清洗后的单晶硅片在盐酸和氢氟酸的混合溶液中进行清洗，然后再进行水洗；
(6)将步骤(5)经过三次清洗后的单晶硅片进行提拉和干燥，得到制绒后的单晶电池。
本发明所指的提拉方式为慢提拉。
例如，步骤(1)所述单晶硅片的减重可以为0.4g、0.35g、0.3g、0.25g、0.2g、0.15g或0.1g等。
例如，步骤(4)所述碱液的质量浓度可以为1.45％、1.4％、1.3％、1.2％、1.1％、1％、0.9％、0.8％、0.7％、0.6％、0.5％、0.4％或0.3％等。
例如，步骤(4)所述双氧水的质量浓度可以为1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％等。
优选地，步骤(1)所述碱液的质量浓度为1.5～5％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％等。
本发明，在原有的制绒方法的基础上，用碱液抛光硅片，再用双氧水和弱碱清洗抛光面、制绒后再对绒面进行二次修饰，通过混酸的清洗，对硅片表面的氧化物和金属离子进行清洗，提高硅片的洁净度，以此改善成品电池的EL。达到对硅片表面的有机物和其余杂质的去除目的，避免污染带来的电池EL异常和漏电。
本发明中，减重的目的为了评估硅片的腐蚀厚度。
本发明中，在制绒后二次清洗，可以对绒面进行二次修饰。
优选地，步骤(1)所述抛光的温度为70～90℃，例如70℃、75℃、80℃、85℃或90℃等。
优选地，步骤(1)所述抛光的时间为1～5min，例如1min、2min、3min、4min或5min等。
优选地，步骤(1)所述控制所述单晶硅片的减重为0.25～0.3g，例如0.25g、0.26g、0.27g、0.28g、0.29g或0.3g等。
优选地，步骤(2)所述双氧水的质量浓度为2～6％，例如2％、3％、4％、5％或6％等。
优选地，步骤(2)所述碱液的质量浓度为0.5～2％，例如0.5％、1％、1.5％或2％等。
优选地，步骤(2)所述一次清洗的温度为50～80℃，例如50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃等。
优选地，步骤(2)所述一次清洗的时间为1～5min，例如1min、2min、3min、4min或5min等。
优选地，步骤(3)所述制绒时间为400～1200s，例如400s、600s、800s、1000s或1200s等。
优选地，步骤(4)所述二次清洗前先进行水洗。
优选地，步骤(4)所述二次清洗的温度为50～80℃，例如50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃等。
优选地，步骤(4)所述二次清洗的时间为1～3min，例如1min、1.5min、2min、2.5min或3min等。
优选地，步骤(5)所述三次清洗的时间为1～5min，例如1min、2min、3min、4min或5min等。
作为优选的技术方案，所述单晶电池的制绒方法包括以下步骤：
1)抛光：将单晶硅片用插片机插入花篮导入制绒机中，用质量浓度为1.5～5％的碱液，在70～90℃下抛光1～5min，控制所述单晶硅片的减重0.25～0.3g；
(2)一次清洗：将质量浓度为2～6％的双氧水和0.5～2％的碱液进行混合，得到混合溶液，将步骤(1)经过抛光的单晶硅片在所述混合溶液中以50～80℃中清洗1～5min，然后再进行水洗；
(3)制绒：将碱液和制绒添加剂进行混合，得到混合溶液，然后将步骤(2)经过一次清洗的单晶硅片在所述混合溶液中进行制绒400～1200s；
(4)二次清洗：将质量浓度小于1.5％的碱液和1～5％的双氧水进行混合，得到混合溶液，将步骤(3)制绒后的单晶硅片在混合溶液中以50～80℃清洗单晶硅片的绒面1～3min，然后用溢流的方式进行水洗；
(5)三次清洗：将步骤(4)经过二次清洗后的单晶硅片在盐酸和氢氟酸的混合溶液中进行清洗1～5min，然后用溢流的方式进行水洗；
(6)在溢流热水的槽中，用提拉的方式将硅片表面的水珠退去，然后进行烘干，得到制绒后的单晶电池。
第二方面，本发明还提供一种单晶电池，所述单晶电池由第一方面所述的单晶电池的制绒方法制绒后得到。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明，在原有的制绒方法的基础上，用碱液抛光硅片，再用双氧水和弱碱清洗抛光面、制绒后再对绒面进行二次修饰，通过混酸的清洗，对硅片表面的氧化物和金属离子进行清洗，提高硅片的洁净度，以此改善成品电池的EL。达到对硅片表面的有机物和其余杂质的去除目的，避免污染带来的电池EL异常和漏电，经过本发明制绒后的单晶电池，其并联电阻可达183.72Ω及以上。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种单晶电池的制绒方法，所述制绒方法包括以下步骤：
(1)上料：将单晶硅片用插片机插入花篮导入制绒机；
(2)抛光：用质量浓度为2.0％的氢氧化钠溶液，在85℃下抛光200s，控制减重在0.28g；
(3)一次清洗：用质量浓度为4％的双氧水和1.5％的氢氧化钠溶液，在72℃下清洗抛光面100s、再经水洗；
(4)制绒：采用氢氧化钠+制绒添加剂形成混合液进行制绒；
(5)二次清洗：制绒后过水槽水洗，再经过质量浓度为0.6％的氢氧化钠溶液和2.0％双氧水混合液，在60℃下清洗绒面140s，对绒面进行二次修饰；然后用溢流的方式将硅片表面的残碱进行清洗；
(6)三次清洗：用盐酸、氢氟酸混合液清洗绒面，对硅片表面的氧化物和金属离子进行去除；然后再用溢流方式将硅片表面的残酸进行清洗；
(7)慢提拉：在溢流热水的槽中，用慢提的方式将硅片表面的水珠退去；
(8)烘干：用风机将加热后的净化空气吹硅片进行烘干，得到制绒后的单晶电池。
实施例2
本实施例提供一种单晶电池的制绒方法，所述制绒方法包括以下步骤：
(1)上料：将单晶硅片用插片机插入花篮导入制绒机；
(2)抛光：用质量浓度为2.4％的氢氧化钠溶液，在80℃下抛光140s，控制减重在0.25g；
(3)一次清洗：用质量浓度为3.6％的双氧水和1.2％的氢氧化钠溶液，在65℃下清洗抛光面140s、再经水洗；
(4)制绒：氢氧化钠+制绒添加剂混合液形成制绒；
(5)二次清洗：制绒后过水槽水洗，再经过质量浓度为1.0％的氢氧化钠溶液和1.5％的双氧水的混合液，在65℃下清洗绒面120s，对绒面进行二次修饰；然后用溢流的方式将硅片表面的残碱进行清洗；
(6)三次清洗：用盐酸、氢氟酸混合液清洗绒面，对硅片表面的氧化物和金属离子进行去除；然后用溢流方式将硅片表面的残酸进行清洗；
(7)提拉：在溢流热水的槽中，用慢提的方式将硅片表面的水珠退去；
(8)烘干：用风机将加热后的净化空气吹硅片进行烘干，得到制绒后的单晶电池。
对比例1
本对比例与实施例1的区别为不进行步骤(2)和步骤(3)的操作。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
将实施例1-2和对比例1中得到的硅片制备得到同种型号的单晶电池，进行测试。其测试结果如表1所示。
测试标准：Berger测试机，辐照强度：1000±30w/m2，测试温度：25±3℃。
表1
| Rsh(并联电阻) | |
| 实施例1 | 245.69Ω |
| 实施例2 | 183.72Ω |
| 对比例1 | 116.28Ω |
从实施例1与对比例1的数据结果可知，在制绒前增加抛光和清洗的过程，使得并联电阻得到提升。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种单晶电池的制绒方法，其特征在于，所述制绒方法包括以下步骤：
(1)抛光：将单晶硅片在碱液中进行抛光，控制所述单晶硅片的减重≤0.4g；
(2)一次清洗：将步骤(1)经过抛光的单晶硅片在双氧水和碱液的混合溶液中进行清洗，然后再进行水洗；
(3)制绒：将碱液和制绒添加剂进行混合，得到混合溶液，然后将步骤(2)经过一次清洗的单晶硅片在所述混合溶液中进行制绒；
(4)二次清洗：将质量浓度小于1.5％的碱液和1～5％的双氧水进行混合，得到混合溶液，将步骤(3)制绒后的单晶硅片在混合溶液中清洗单晶硅片的绒面，然后进行水洗；
(5)三次清洗：将步骤(4)经过二次清洗后的单晶硅片在盐酸和氢氟酸的混合溶液中进行清洗，然后再进行水洗；
(6)将步骤(5)经过三次清洗后的单晶硅片进行提拉和干燥，得到制绒后的单晶电池。
2.根据权利要求1所述的制绒方法，其特征在于，步骤(1)所述碱液的质量浓度为1.5～5％；
优选地，步骤(1)所述抛光的温度为70～90℃；
优选地，步骤(1)所述抛光的时间为1～5min。
3.根据权利要求1或2所述的制绒方法，其特征在于，步骤(1)所述控制所述单晶硅片的减重为0.25～0.3g。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制绒方法，其特征在于，步骤(2)所述双氧水的质量浓度为2～6％；
优选地，步骤(2)所述碱液的质量浓度为0.5～2％；
优选地，步骤(2)所述一次清洗的温度为50～80℃；
优选地，步骤(2)所述一次清洗的时间为1～5min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制绒方法，其特征在于，步骤(3)所述制绒的时间为400～1200s。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制绒方法，其特征在于，步骤(4)所述二次清洗前先进行水洗。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制绒方法，其特征在于，步骤(4)所述二次清洗的温度为50～80℃；
优选地，步骤(4)所述二次清洗的时间为1～3min。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制绒方法，其特征在于，步骤(5)所述三次清洗的时间为1～5min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制绒方法，其特征在于，所述制绒方法包括以下步骤：
(1)抛光：将单晶硅片用插片机插入花篮导入制绒机中，用质量浓度为1.5～5％的碱液，在70～90℃下抛光1～5min，控制所述单晶硅片的减重0.25～0.3g；
(2)一次清洗：将质量浓度为2～6％的双氧水和0.5～2％的碱液进行混合，得到混合溶液，将步骤(1)经过抛光的单晶硅片在所述混合溶液中以50～80℃中清洗1～5min，然后再进行水洗；
(3)制绒：将碱液和制绒添加剂进行混合，得到混合溶液，然后将步骤(2)经过一次清洗的单晶硅片在所述混合溶液中进行制绒400～1200s；
(4)二次清洗：将质量浓度小于1.5％的碱液和1～5％的双氧水进行混合，得到混合溶液，将步骤(3)制绒后的单晶硅片在混合溶液中以50～80℃清洗单晶硅片的绒面1～3min，然后用溢流的方式进行水洗；
(5)三次清洗：将步骤(4)经过二次清洗后的单晶硅片在盐酸和氢氟酸的混合溶液中进行清洗1～5min，然后用溢流的方式进行水洗；
(6)在溢流热水的槽中，用提拉的方式将硅片表面的水珠退去，然后进行烘干，得到制绒后的单晶电池。
10.一种单晶电池，其特征在于，所述单晶电池由权利要求1-9任一项所述的单晶电池的制绒方法制绒后得到。
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