本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種抗PID太陽(yáng)能電池返工片的處理方法。
背景技術(shù)：
：太陽(yáng)能是未來(lái)具有廣泛應(yīng)用前景的新能源。太陽(yáng)能電池片的生產(chǎn)過(guò)程主要包括制絨、擴(kuò)散、刻蝕、清洗、鈍化、鍍膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)的步驟；其中鈍化過(guò)程又分為在線式鈍化和離線式鈍化，鈍化為在線式鈍化時(shí)的刻蝕一般采用濕法刻蝕，鈍化為離線式鈍化時(shí)的刻蝕一般采用等離子刻蝕。近幾年的研究表明，存在于晶體硅光伏組件中的電路與其接地金屬邊框之間的高電壓，會(huì)造成組件光伏性能的持續(xù)衰減，業(yè)內(nèi)稱之為電位誘導(dǎo)衰減(PID)。PID效應(yīng)使得電池表面鈍化效果惡化和形成漏電回路，導(dǎo)致填充因子、開(kāi)路電壓、短路電流降低，使組件性能低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，PID效應(yīng)可以使組件功率下降30％以上。PID效應(yīng)現(xiàn)象最容易在潮濕的環(huán)境下發(fā)生，且其活躍程度與潮濕程度相關(guān)；同時(shí)組件表面被導(dǎo)電性、酸性、堿性以及帶有離子的物體的污染程度，也與上述PID效應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)生有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，在鈍化工藝中，通過(guò)臭氧氧化的工藝，在太陽(yáng)能電池片的氮化硅與晶體硅片基底之間制作一層二氧化硅層，二氧化硅層能夠在非常薄的情況下，滿足抗PID的需求，避免了組件在使用過(guò)程中由于潛在電勢(shì)誘導(dǎo)PID現(xiàn)象而造成電池效率大幅衰減。但是，由于臭氧氧化工藝形成的的二氧化硅層比較薄，在電池實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)因放置時(shí)間較長(zhǎng)等原因使得表面一層較薄的二氧化硅層遭到破壞，使太陽(yáng)能電池片的親水性效果變差，影響后期抗PID效果，因此需要作返工處理?，F(xiàn)有技術(shù)中的返工處理方法，在使用離線式鈍化爐進(jìn)行鈍化時(shí)，返工處理可在等離子刻蝕步驟之后進(jìn)行清洗、離線式鈍化、鍍膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)的返工處理，節(jié)省了制絨、擴(kuò)散的返工處理步驟，但是，隨著技術(shù)的發(fā)展和客戶對(duì)太陽(yáng)能電池片品質(zhì)的更高要求，等離子刻蝕電池片的并阻和轉(zhuǎn)換效率相對(duì)濕法刻蝕偏低的劣勢(shì)越來(lái)越明顯，所以等離子刻蝕將會(huì)被淘汰，即離線式鈍化爐也會(huì)被淘汰。目前，現(xiàn)有技術(shù)中在使用在線式鈍化爐進(jìn)行鈍化時(shí)，返工處理要經(jīng)過(guò)制絨、擴(kuò)散、濕法刻蝕、清洗、在線式鈍化、鍍膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)的整個(gè)工序的返工處理，經(jīng)過(guò)二次制絨后會(huì)導(dǎo)致硅片變薄，反射率增高，返工處理不僅導(dǎo)致成本的增加，還會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能電池的品質(zhì)下降。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種抗PID太陽(yáng)能電池返工片的處理方法，優(yōu)化了返工片處理流程，減少了因返制絨處理返工片導(dǎo)致的不良，降低了返工片處理成本。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種抗PID太陽(yáng)能電池返工片的處理方法，包括將返工片去膜清洗、在線式鈍化爐鈍化、鍍膜、絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)的步驟，所述去膜清洗包括將返工片進(jìn)行酸洗、水洗、風(fēng)干的步驟。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，太陽(yáng)能電池片的生產(chǎn)過(guò)程包括制絨、擴(kuò)散、刻蝕、清洗、鈍化、鍍膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)的過(guò)程。其中，制絨是在硅片進(jìn)行初步表面腐蝕，用堿性或酸性腐蝕液蝕去約10μm損傷層，并在表面形成絨面起到減反射的作用。擴(kuò)散的目的是制造太陽(yáng)能電池的PN結(jié)?？涛g用于去除太陽(yáng)能電池四邊的PN結(jié)，防止造成短路。清洗以去除擴(kuò)散制結(jié)后在硅片表面形成的磷硅玻璃。鈍化在硅片表面形成二氧化硅薄膜，使太陽(yáng)能電池片具有抗PID的效果。鍍膜后在二氧化硅薄膜上沉積一層氮化硅減反射膜。絲網(wǎng)印刷后制作正負(fù)電極。經(jīng)絲網(wǎng)印刷后的硅片不能直接使用，需經(jīng)燒結(jié)爐快速燒結(jié)，燒結(jié)后形成上下電極的歐姆接觸。需要說(shuō)明的是，刻蝕清洗過(guò)程中用到的濕法設(shè)備里面還有刻蝕槽、清洗槽1、堿洗槽、清洗槽2、酸洗槽、清洗槽3，每個(gè)槽中裝有相應(yīng)的溶液。本發(fā)明的抗PID太陽(yáng)能電池返工片的處理方法，其中的去膜清洗過(guò)程，將如上所述的濕法設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，即在現(xiàn)有的濕法機(jī)臺(tái)的基礎(chǔ)上，將用于刻蝕的刻蝕槽、用于清洗的清洗槽、堿洗槽中的溶液分別排出到相應(yīng)的儲(chǔ)備槽中，即將清洗槽、堿洗槽中的溶液排空，通過(guò)酸洗槽、清洗槽中的溶液即可實(shí)現(xiàn)返工片的去膜清洗過(guò)程，通過(guò)去膜清洗以實(shí)現(xiàn)去除硅片表面受損的不合格的二氧化硅薄膜。其中，所述去膜清洗的具體過(guò)程為：1)將太陽(yáng)能電池返工片置于氫氟酸溶液中進(jìn)行酸洗，以去除表面受損的二氧化硅薄膜；2)將酸洗后的太陽(yáng)能電池返工片用去離子水噴淋進(jìn)行水洗，以去除步驟1)酸洗后的酸殘留；3)將經(jīng)水洗后的太陽(yáng)能電池返工片用熱風(fēng)吹干，使返工片的表面完全干燥。其中，步驟1)中，所述氫氟酸的濃度為8～12％，所述酸洗的溫度為22～28℃，所述酸洗的時(shí)間為40～80s。其中，步驟2)中，所述水洗的時(shí)間為10～15s，所述水洗的溫度為22～28℃，所述水洗的次數(shù)為1次。其中，所述在線式鈍化爐鈍化的過(guò)程為臭氧氧化工藝。其中，所述臭氧氧化工藝為：利用格瑞特在線式鈍化爐，把氧氣通入到臭氧發(fā)生器中產(chǎn)生臭氧，其中O2流量≥5L/min，O2通入壓強(qiáng)≥0.1MPa，臭氧濃度≥800ppm，將太陽(yáng)能電池返工片置于臭氧氛圍中氧化，得到帶有二氧化硅層的太陽(yáng)能電池返工片。臭氧的濃度對(duì)反應(yīng)速率有一定影響，濃度較大時(shí)，臭氧的氧化能力越強(qiáng)，因此需要合理控制臭氧的濃度，以得到所需要的二氧化硅層。其中，所述鍍膜過(guò)程為：將帶有二氧化硅層的太陽(yáng)能電池返工片利用管式PECVD沉積一層氮化硅薄膜，具體工藝參數(shù)為：沉積壓力為1600～1700mtorr，氨氣流量為5000～8000sccm，硅烷流量為800～1150sccm，射頻功率為5500～7500w，沉積溫度為450～500℃。其中，所述絲網(wǎng)印刷過(guò)程為：將鍍膜后的太陽(yáng)能電池返工片首先進(jìn)行背銀印刷/烘干，所述烘干溫度為150～300℃；然后進(jìn)行背場(chǎng)印刷/烘干，所述烘干溫度為260～360℃；最后進(jìn)行正柵印刷。其中，所述燒結(jié)過(guò)程為：將絲網(wǎng)印刷后的太陽(yáng)能電池返工片使用燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，烘干區(qū)溫度設(shè)置如下：一區(qū)溫度為270～370℃，二區(qū)溫度為290～390℃，三區(qū)溫度為310～410℃，四區(qū)溫度為330～430℃，CAD流量為50L/min；燒結(jié)區(qū)溫度如下：一區(qū)溫度為460～560℃，二區(qū)溫度為490～590℃，三區(qū)溫度為530～630℃，四區(qū)溫度為610～710℃，五區(qū)溫度為680～780℃，六區(qū)溫度為880～980℃。其中，所述在線式鈍化爐鈍化處理與所述鍍膜處理之間間隔時(shí)間控制在2h以內(nèi)，防止超過(guò)2h后形成的二氧化硅層受到損害。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的抗PID太陽(yáng)能電池返工片的處理方法，包括將返工片去膜清洗、在線式鈍化爐鈍化、鍍膜、絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)的步驟，所述去膜清洗包括將返工片進(jìn)行酸洗、水洗、風(fēng)干的步驟；將返工片經(jīng)去膜處理，將表面受損的不合格的二氧化硅膜去除，經(jīng)在線式鈍化爐鈍化后在硅片的表面形成一層新的二氧化硅薄膜，使太陽(yáng)能電池片具有抗PID的效果，經(jīng)鍍膜后在二氧化硅薄膜上沉積一層氮化硅減反射膜，經(jīng)絲網(wǎng)印刷后制作正負(fù)電極，再經(jīng)燒結(jié)后形成上下電極的歐姆接觸；本發(fā)明的抗PID太陽(yáng)能電池返工片的處理方法，是在現(xiàn)有的濕法機(jī)臺(tái)的基礎(chǔ)上做出優(yōu)化，返工片不用重新經(jīng)過(guò)制絨、擴(kuò)散、刻蝕的工序，減少了返工片因?yàn)槎沃平q導(dǎo)致的不良，簡(jiǎn)化了工序，降低了成本；另外，將用于刻蝕的刻蝕槽、用于清洗的清洗槽、堿洗槽中的溶液分別排出到相應(yīng)的儲(chǔ)備槽中，即將刻蝕槽、清洗槽、堿洗槽中的溶液排空，通過(guò)酸洗槽、清洗槽中的溶液即可實(shí)現(xiàn)返工片的去膜清洗過(guò)程中酸洗、水洗過(guò)程，達(dá)到去除硅片表面不合格二氧化硅的目的。具體實(shí)施方式下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。如無(wú)具體說(shuō)明，本發(fā)明的各種原料均可市售購(gòu)得，或根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備得到。實(shí)施例按照本發(fā)明的抗PID太陽(yáng)能電池返工片的處理方法，將返工片去膜清洗、在線式鈍化爐鈍化、鍍膜、絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)，利用現(xiàn)有濕法設(shè)備，將用于刻蝕的刻蝕槽、用于清洗的清洗槽、堿洗槽中的溶液分別排出到相應(yīng)的儲(chǔ)備槽中，即將清洗槽、堿洗槽中的溶液排空，通過(guò)酸洗槽、清洗槽中的溶液實(shí)現(xiàn)返工片的去膜清洗過(guò)程，酸洗槽中為氫氟酸溶液，清洗槽中為去離子水；其中，去膜清洗的具體過(guò)程為：1)將太陽(yáng)能電池返工片置于氫氟酸溶液中進(jìn)行酸洗，以去除表面受損的二氧化硅薄膜；其中，氫氟酸的濃度為10％，酸洗的溫度為25℃，酸洗的時(shí)間為60s；2)將酸洗后的太陽(yáng)能電池返工片用去離子水噴淋進(jìn)行水洗，以去除步驟1)酸洗后的酸殘留；其中，水洗的時(shí)間為15s，水洗的溫度為25℃，水洗的次數(shù)為1次；3)將經(jīng)水洗后的太陽(yáng)能電池返工片用熱風(fēng)吹干。臭氧氧化工藝為：利用格瑞特在線式鈍化爐，把氧氣通入到臭氧發(fā)生器中產(chǎn)生臭氧，其中O2流量≥5L/min，O2通入壓強(qiáng)≥0.1MPa，臭氧濃度≥800ppm，將太陽(yáng)能電池返工片置于臭氧氛圍中氧化，得到帶有二氧化硅層的太陽(yáng)能電池返工片。鍍膜過(guò)程為：將帶有二氧化硅層的太陽(yáng)能電池返工片利用管式PECVD沉積一層氮化硅薄膜，具體工藝參數(shù)為：沉積壓力為1600mtorr，氨氣流量為6000sccm，硅烷流量為1050sccm，射頻功率為6500w，沉積溫度為500℃。絲網(wǎng)印刷過(guò)程為：將鍍膜后的太陽(yáng)能電池返工片首先進(jìn)行背銀印刷/烘干，烘干溫度為200℃；然后進(jìn)行背場(chǎng)印刷/烘干，烘干溫度為300℃；最后進(jìn)行正柵印刷。燒結(jié)過(guò)程為：將絲網(wǎng)印刷后的太陽(yáng)能電池返工片使用燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，烘干區(qū)溫度設(shè)置如下：一區(qū)溫度為320℃，二區(qū)溫度為340℃，三區(qū)溫度為360℃，四區(qū)溫度為380℃，CAD流量為50L/min；燒結(jié)區(qū)溫度如下：一區(qū)溫度為510℃，二區(qū)溫度為540℃，三區(qū)溫度為580℃，四區(qū)溫度為660℃，五區(qū)溫度為730℃，六區(qū)溫度為930℃。將經(jīng)過(guò)上述返工處理后的太陽(yáng)能電池返工片的性能進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。對(duì)比例以現(xiàn)有技術(shù)中的返工片的處理方法作為對(duì)比試驗(yàn)，具體過(guò)程為：將返工片重新制絨，制絨機(jī)帶速需由有原有的2.2m/min左右調(diào)整為2.6m/min左右，剩余流程按照常規(guī)的太陽(yáng)能制作流程進(jìn)行擴(kuò)散、濕法刻蝕、在線式鈍化爐鈍化、鍍膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)，將返工處理后的太陽(yáng)能電池返工片的性能同樣進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。以正常制作的未經(jīng)返工處理的合格的太陽(yáng)能電池片的性能作為基準(zhǔn)參考，見(jiàn)表1所示。表1性能基準(zhǔn)參考實(shí)施例對(duì)比例電池片轉(zhuǎn)化效率Eta(％)17.9817.8717.85短路電流Isc(A)8.7638.7528.659開(kāi)路電壓Uoc(V)0.6310.6300.632填充因子FF79.0978.8479.36串聯(lián)電阻RserLfDf(Ω)0.00120.00130.0011并聯(lián)電阻RshuntDfDr(Ω)64.0372.57206.79反向漏電流Irev2(A)0.28520.29420.1196電池片總數(shù)量(個(gè))929175不良片數(shù)量(個(gè))101不良率(％)1.090.001.33鍍膜后臟片數(shù)量(個(gè))113臟片率(％)1.091.104.00鍍膜后有色差片數(shù)量(個(gè))322色差片率(％)3.262.202.67燒結(jié)后臟片數(shù)量(個(gè))111臟片率(％)1.091.11.33由表1可以看出，經(jīng)本發(fā)明的抗PID太陽(yáng)能電池返工片的處理方法返工處理后的返工片，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)返制絨、返擴(kuò)散、反刻蝕等步驟的處理方法制得的返工片。本發(fā)明的抗PID太陽(yáng)能電池返工片的處理方法，簡(jiǎn)化了返工流程，節(jié)省了將返工片經(jīng)制絨、擴(kuò)散、刻蝕的工序，降低了返工處理成本，提高了返工電池片的品質(zhì)，返工片經(jīng)去膜清洗、在線式鈍化爐鈍化后，親水性測(cè)試合格，可正常鍍膜，鍍膜后臟片比例降低2.90％，晶格比例降低1.33％，電池轉(zhuǎn)換效率增益0.02％。申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3