CN113036002B - 太阳能电池制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能电池制备方法，包括：提供衬底；对衬底进行制绒并进行第一次清洗，形成制绒片；对制绒片进行划片，形成划片槽；对经过划片后的制绒片进行第二次清洗，去除划片时产生的熔渣；在经过划片以及第二次清洗后的制绒片上形成电池膜层，从而形成电池片；沿划片槽对电池片进行裂片，形成多片太阳能电池。本申请可以有效提高电池效率。
Description
技术领域
本申请涉及光伏技术领域，特别是涉及一种太阳能电池制备方法。
背景技术
随着大尺寸硅片的推广，降低内部损耗是最有效的技术实施路线，而低内耗的切片电池组件(半片、拼片、叠瓦等组件产品)技术在规模话应用中具有得天独厚的优势。
但是，目前行业内常用太阳能电池片切片技术主要为两项：常规激光划片技术、无损激光划片技术。而划半片后，太阳能电池片效率会有损失，如常规钝化发射极及背局域接触电池(PERC电池)效率损失≤0.15％，太阳能电池效率损失≤0.3％。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中的太阳能电池片效率会在划片后产生损失的问题提供一种太阳能电池制备方法。
一种太阳能电池制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
对所述衬底进行制绒并进行第一次清洗，形成制绒片；
对所述制绒片进行划片，形成划片槽；
对经过划片后的所述制绒片进行第二次清洗，去除划片时产生的熔渣；
在经过划片以及第二次清洗后的所述制绒片上形成电池膜层，从而形成电池片；
沿所述划片槽对所述电池片进行裂片，形成多片所述太阳能电池。
在其中一个实施例中，对经过划片后的所述制绒片进行第二次清洗，去除划片时产生的熔渣的同时，还去除划片时产生的微裂纹。
在其中一个实施例中，所述衬底为硅片，所述第二次清洗的清洗液包括CP溶液。
在其中一个实施例中，所述清洗液还包括SC1溶液、SC2溶液以及DHF溶液。
在其中一个实施例中，所述对经过划片后的所述制绒片进行第二次清洗，包括：
将经过划片后的所述制绒片依次放入所述SC1溶液、SC2溶液、CP溶液以及DHF溶液中进行清洗。
在其中一个实施例中，所述划片槽的深度小于等于所述衬底厚度的90％。
在其中一个实施例中，所述划片槽的深度小于等于所述衬底厚度的50％。
在其中一个实施例中，所述划片槽的数量大于两个时，位于中间区域的所述划片槽的深度大于位于边缘区域的所述划片槽的深度。
在其中一个实施例中，各所述划片槽的深度由中间向两边逐渐降低。
在其中一个实施例中，所述在经过划片以及第二次清洗后的所述制绒片上形成电池膜层，从而形成电池片，包括：
在经过划片、清洗后的所述制绒片上形成非晶硅膜层，所述非晶硅膜层与所述制绒片形成异质结；
在所述非晶硅膜层上形成透明导电膜层；
在所述透明导电膜层上形成电极层。
上述太阳能电池制备方法，在对衬底进行制绒后，对制绒片进行激光划片，并在划片后进行第二次清洗，将激光划片产生的熔渣有效去除，从而可以有效防止激光划片降低电池效率。
同时，本申请在划片后进行电池膜层的形成。划片槽的尺寸通常为微米级，而后续形成的电池膜层(如非晶硅膜层、透明导电膜层)厚度通常为纳米级。因此，本申请可以使得后续形成的电池膜层可以在划片槽内形成钝化膜，进而对划片槽的表面进行钝化保护，进而可以有效防止切割断面处钝化影响损失降低电池效率。
并且，本申请对衬底进行制绒后，对制绒片进行激光划片，从而使得划片槽内不会形成绒面。因此，本实施例可以保证划片槽内具有足够强度的裂片应力点，从而可以有效降低裂片损失。
于此同时，本实施例在制绒后、划片前还进行了第一次清洗。第一次清洗结合第二次清洗，可以保证经过划片以及第二次清洗后的制绒片表面清洁度，从而使得最终形成的太阳能电池品质更加良好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一实施例中提供的太阳能电池制备方法的流程图；
图2为一实施例中提供的划片方式示意图；
图3为另一实施例中提供的划片方式示意图；
图4为一实施例中提供的太阳能电池制备方法与常规方法关于电池片效率损失以及相关项对比图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
本申请提供的太阳能电池制备方法形成的太阳能电池可以但不限于为异质结切片电池。
目前异质结电池由于具有结构简单、温度特性好、双面发电等优点，已被认为下一代电池主流技术产品之一。将异质结同目前硅片大尺寸、组件主流技术相结合，异质结切片电池组件产品必然会成为未来异质结发展趋势。
太阳能电池片在划片后的效率损失来源主要包括如下几部分：激光划片损失、裂片机械损失、切割断面处钝化影响损失，其中裂片机械损失，常规PERC电池、异质结电池基本相当。但是，激光划片损失、切割断面处钝化影响损失，异质结电池均高于常规PERC产品。
请参阅图1，在一个实施例中，提供一种太阳能电池制备方法，包括如下步骤：
步骤S100，提供衬底。
这里的衬底可以包括但不限于为硅片。
步骤S200，对衬底进行制绒并进行第一次清洗，形成制绒片10。
具体地，在对衬底进行制绒之前，还可以对衬底进行预清洗，进而去除原衬底表面上的有机物以及脏污等。
并且，预清洗后，还可以通过KOH溶液等，对衬底进行粗抛，去除衬底表面损伤层。
然后，可以通过制绒添加剂腐蚀衬底，形成绒面结构，进行形成陷光表面。
之后，第一次清洗可以通过多种不同的清洗液进行多步清洗。具体地，第一步可以通过碱性溶液去除制绒添加剂残留；第二步可以通过酸性溶液腐蚀，而对绒面进行圆滑处理；第三步可以去除金属离子；第四步可以形成疏水洁净表面，从而有利于后续工艺过程的进行，进而提高最终形成的太阳能电池的品质。
步骤S300，对制绒片10进行划片，形成划片槽20，请参阅图2以及图3。
可以通过激光对制绒片10进行划片。划片即对制绒片10形成一定深度的切割，从而形成划片槽20。
步骤S400，对经过划片后的制绒片10进行第二次清洗，去除划片时产生的熔渣。
激光划片过程中，会产生熔渣，从而会影响最终形成的电池效率。这里，通过第二次清洗，将划片时产生的熔渣去除，从而可以有效降低划片造成的效率损失。
步骤S500，在经过划片以及第二次清洗后的制绒片10上形成电池膜层，从而形成电池片。
作为示例，电池膜层可以包括非晶硅膜层、透明导电膜层以及电极层等膜层。此时，本步骤可以包括：
步骤S510，在经过划片、清洗后的制绒片10上形成非晶硅膜层，非晶硅膜层与制绒片10形成异质结。
具体地，可以正面和/或反面依次沉积本征非晶硅、掺杂非晶硅。
步骤S520，在非晶硅膜层上形成透明导电膜层。
可以在掺杂非晶硅表面沉积ITO等透明导电膜层。
步骤S530，在透明导电膜层上形成电极层。
这里，可以通过丝网印刷技术进行金属化，从而形成双面或者单面异质结结构电池。
步骤S600，沿划片槽20对电池片进行裂片，形成多片太阳能电池。
最终裂片形成的太阳能电池的片数需要根据组件产品类型确定，其可以为两片(请参阅图2)，亦可以为两片以上(请参阅图3)。
本实施例在对衬底进行制绒后，对制绒片10进行激光划片，并在划片后进行第二次清洗，将激光划片产生的熔渣有效去除，从而可以有效防止激光划片降低电池效率。
同时，本实施例在划片后进行电池膜层的形成。划片槽20的尺寸通常为微米级，而后续形成的电池膜层(如非晶硅膜层、透明导电膜层)厚度通常为纳米级。因此，本实施例可以使得后续形成的电池膜层可以在划片槽20内形成钝化膜，进而对划片槽20的表面进行钝化保护，进而可以有效防止切割断面处钝化影响损失降低电池效率。
并且，本实施例对衬底进行制绒后，对制绒片10进行激光划片，从而使得划片槽20内不会形成绒面。因此，本实施例可以保证划片槽20内具有足够强度的裂片应力点，从而可以有效降低步骤S600中的裂片损失。
于此同时，本实施例在制绒后、划片前还进行了第一次清洗。第一次清洗结合第二次清洗，可以保证经过划片以及第二次清洗后的制绒片10表面清洁度，从而使得最终形成的太阳能电池品质更加良好。
在一个实施例中，步骤S400中，对经过划片后的制绒片10进行第二次清洗，去除划片时产生的熔渣的同时，还去除划片时产生的微裂纹。
激光划片时，在产生熔渣的同时，还可能会产生微裂纹。微裂纹可能成为缺陷中心，从而影响最终形成太阳能电池的电学性能。
本实施例中，对去除划片时产生的熔渣的同时，还去除划片时产生的微裂纹，从而可以进一步提高最终形成的电池片的品质。
作为示例，第二次清洗可以通过与熔渣进行反应，从而将其去除。并且，通过控制反应时间，可以使得第二次清洗可以进一步还与衬底进行反应，从而对微裂纹进行腐蚀剥离去除。
在一个实施例中，第二次清洗的清洗液包括CP溶液。CP溶液具体可以包括HNO3/HF溶液。CP溶液可以与硅片进行有效反应，从而去除切割热过程产生的熔渣、微裂纹等。
当然，第二次清洗也可以通过多种不同的清洗液进行多步清洗。此时，作为示例，第二次清洗的清洗液还可以包括SC1溶液、SC2溶液以及DHF溶液。
SC1溶液用于去除激光划片过程产生的脏污等。具体地，其可以包括KOH/H2O2溶液，且溶液配比可以为KOH：H2O2：H2O＝1：1：5。
SC2溶液用于去除金属离子。具体地，其可以包括HCl/H2O2溶液，且溶液配比可以为HCl：H2O2：H2O＝1：1：5。
DHF溶液用于形成疏水洁净表面。具体地，其可以包括HF溶液。
进一步地，步骤S400对经过划片后的制绒片10进行第二次清洗，可以包括：
将经过划片后的制绒片10依次放入SC1溶液、CP溶液、SC2溶液以及DHF溶液中进行清洗。
即先通过SC1溶液去除激光划片过程产生的脏污。然后，通过CP溶液去除切割热过程产生的熔渣、微裂纹。之后，通过SC2溶液去除金属离子。最后，通过DHF溶液形成疏水洁净表面。
在一个实施例中，划片槽20的深度小于等于衬底厚度的90％。
由于通过激光器对制绒片10进行划片后，在后续电池膜层(如非晶硅膜层、透明导电膜层等)沉积时，衬底(如硅片等)容易受到热应力影响，从而导致裂片现象可能比较严重。
因此，将划片槽20的深度设置成小于等于衬底厚度的90％，从而可以有效防止裂片。
进一步，为了保证裂片率，还可以将划片槽20的深度设置成小于等于衬底厚度的50％。
在一个实施例中，设置衬底为硅片，划片槽20的深度等于衬底厚度的50％。此时，本实施例与常规工艺的电池片效率损失以及相关项对比图，请参阅图4。
由图4可知，同比整片效率基准，本实施例的效率损失为0.12％，同常规切割技术0.3％的效率损失相比，降低了0.18％。一方面是因为对所述制绒片进行划片后，进行了一个第二次清洗，可去除一部分激光划片产生的硅熔渣，弱化激光划片产生的热影响(可通过切割区域形貌图对比所得)；另一方面是由于对所述制绒片进行划片后的划片槽20深度等于衬底厚度的50％，非晶硅镀膜过程中，会将划片槽20的切面处进行镀膜钝化，同常规切割技术相比，降低了切割断面处钝化影响(可通过电池片PL对比所得)。
在一些实施例中，请参阅图3，通常需要设置划片槽20的数量大于两个，从而形成两片以上太阳能电池。
由于划片槽20数量较多，在电池膜层(如非晶硅膜层、透明导电膜层等)沉积时，硅片容易更受到热应力影响，从而导致裂片现象。
此时，可以设置位于中间区域的划片槽20的深度大于位于边缘区域的划片槽20的深度。
由于边缘受到热应力影响较大，而中间受到热应力影响较小。因此，置位于中间区域的划片槽20的深度大于位于边缘区域的划片槽20的深度，可以有效降低裂片现象。
作为示例，可以设置各划片槽20的深度由中间向两边逐渐降低。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种太阳能电池制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
对所述衬底进行制绒并进行第一次清洗，形成制绒片；
对所述制绒片进行划片，形成划片槽；
对经过划片后的所述制绒片进行第二次清洗，去除划片时产生的熔渣；
在经过划片以及第二次清洗后的所述制绒片上形成电池膜层，从而形成电池片；
沿所述划片槽对所述电池片进行裂片，形成多片所述太阳能电池；
在划片前进行所述第一次清洗，所述第一次清洗包括形成疏水洁净表面，在划片后进行所述第二次清洗；
设置位于中间区域的划片槽的深度大于位于边缘区域的划片槽的深度。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池制备方法，其特征在于，对经过划片后的所述制绒片进行第二次清洗，去除划片时产生的熔渣的同时，还去除划片时产生的微裂纹。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池制备方法，其特征在于，所述衬底为硅片，所述第二次清洗的清洗液包括CP溶液。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池制备方法，其特征在于，所述清洗液还包括SC1溶液、SC2溶液以及DHF溶液。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池制备方法，其特征在于，所述对经过划片后的所述制绒片进行第二次清洗，包括：
将经过划片后的所述制绒片依次放入所述SC1溶液、SC2溶液、CP溶液以及DHF溶液中进行清洗。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池制备方法，其特征在于，所述划片槽的深度小于等于所述衬底厚度的90％。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池制备方法，其特征在于，所述划片槽的深度小于等于所述衬底厚度的50％。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池制备方法，其特征在于，各所述划片槽的深度由中间向两边逐渐降低。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池制备方法，其特征在于，所述在经过划片以及第二次清洗后的所述制绒片上形成电池膜层，从而形成电池片，包括：
在经过划片、清洗后的所述制绒片上形成非晶硅膜层，所述非晶硅膜层与所述制绒片形成异质结；
在所述非晶硅膜层上形成透明导电膜层；
在所述透明导电膜层上形成电极层。
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