CN104018229A

CN104018229A - 一种单晶硅太阳能电池片的无醇制绒工艺

Info

Publication number: CN104018229A
Application number: CN201410205813.4A
Authority: CN
Inventors: 安百俊; 谢余才; 武建; 陶音; 杨佳; 李归利
Original assignee: NINGXIA YINXING ENERGY SOURCES CO Ltd
Current assignee: NINGXIA YINXING ENERGY SOURCES CO Ltd
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2014-09-03

Abstract

本发明涉及一种单晶硅太阳能电池片的无醇制绒工艺。其特点是：(1)首先预清洗硅片表面；(2)将预清洗后的硅片经过盛有纯水的水槽清洗240S～300S后，置于盛有制绒液的制绒槽内，制绒时间为1020S～1080S，制绒温度为80℃～84℃；(3)对制绒后的硅片进行清洗；(4)将得到的硅片再经过酸洗，最后用水清洗干净即可。本发明提供了一种单晶硅太阳能电池片的制绒工艺，可以通过预处理工艺去除原始硅片表面的损伤层，采用无醇添加剂制绒后，硅片表面形成细小均匀的金字塔，平均反射率为10.5％，和有醇工艺相比反射率降低了2％。

Description

一种单晶硅太阳能电池片的无醇制绒工艺

技术领域

本发明涉及一种单晶硅太阳能电池片的无醇制绒工艺。

背景技术

太阳能是人类取之不尽、用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何环境污染。近年来，太阳能被人类广泛应用，尤其在光伏发电方面，发展迅速，通过太阳能电池片可以将太阳能转换为电能。太阳能电池片的生产制造工艺较为复杂，其中制绒工艺是在硅片表面形成金字塔结构，降低光在硅片表面的反射，并提高硅片对光的吸收，进而增加太阳能电池的光电转化效率。

在制绒过程中，传统的制绒采用氢氧化钠和异丙醇工艺，过程中异丙醇容易挥发，导致工艺不稳定，容易出现返工片，并且异丙醇很难降解，增加废水处理成本。制绒溶液的有效性短，添加异丙醇的制绒溶液有效寿命一般在16小时，溶液后期出现硅片抛光、金字塔偏大现象。由于溶液浓度的变化硅片的减重不稳定，造成减重大的时候生产碎片率偏高。单批次制绒反应的时间长达1200S以上，导致生产效率低，增加生产成本。因此现有的有醇工艺不能满足125*125mm和156*156mm单晶硅太阳能电池的制绒要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种单晶硅太阳能电池片的无醇制绒工艺，能够在硅片表面形成细小均匀的金字塔，其平均反射率为10.5％，和有醇制绒工艺相比反射率平均降低2％。

一种单晶硅太阳能电池片的无醇制绒工艺，其特别之处在于：

(1)首先预清洗硅片表面；

(2)将预清洗后的硅片经过盛有纯水的水槽清洗240S～300S后，置于盛有制绒液的制绒槽内，在该制绒液中氢氧化钠的质量百分比浓度为1.0％—1.5％，无醇添加剂的体积百分比浓度为0.2％—1.4％，制绒时间为1020S～1080S，制绒温度为80℃～84℃；

(3)对制绒后的硅片进行清洗；

(4)将得到的硅片再经过酸洗，具体是第一步用体积百分比浓度为10.5％～10.9％的HF酸清洗，时间240S～300S，第二步用纯水清洗，时间180S～240S，第三步用体积百分比浓度为10.5％～10.9％的盐酸清洗，时间180S～240S，第四步用体积百分比浓度为10.5％～10.9％的盐酸清洗，时间120S～180S，最后用水清洗干净即可。

步骤(1)中的预清洗具体如下：首先用质量百分比浓度为0.18％～0.22％的NaOH和体积百分比浓度为2-5％的双氧水混合溶液清洗硅片表面，对硅片表面进行预处理240S～300S，处理完的硅片再次使用质量百分比浓度为0.15％～0.25％的氢氧化钠溶液处理240S～300S。

在步骤(2)的制绒过程中，对于156*156单晶硅片，补加用量为：固体氢氧化钠180g/200片，无醇添加剂80mL/200片；对于125*125单晶硅片，补加用量为固体氢氧化钠150g/200片，无醇添加剂60mL/200片。

步骤(3)中的清洗具体是指将制绒后的硅片依次经过快排槽、水槽清洗240s、体积百分比浓度为10.7％的HF酸槽清洗240s，最后水槽清洗240s，从而充分清洗硅片。

本发明提供了一种单晶硅太阳能电池片的制绒工艺，可以通过预处理工艺去除原始硅片表面的损伤层，采用无醇添加剂制绒后，硅片表面形成细小均匀的金字塔，平均反射率为10.5％，和有醇工艺相比反射率降低了2％。经过试验证明，采用本发明的工艺方法，既放弃了采用传统添加异丙醇的工艺，又保证了工艺的稳定性，156*156单晶硅片平均减重0.56g/片，125*125单晶硅片平均减重0.4g/片，反射率降低2％，有效提高的开路电压、短路电流。

附图说明

附图1为实施例1中使用无醇工艺处理156单晶硅片和125单晶硅片后的减重统计图；

附图2为实施例1中使用无醇工艺处理156*156单晶硅片后与有醇制绒工艺的反射率对比图。

具体实施方式

一种单晶硅太阳能电池片的无醇制绒工艺方法，主要包括以下步骤：

(1)采用两次预清洗，首先用质量百分比为0.2％的NaOH溶液和体积百分比2％—5％的双氧水清洗硅片表面，对硅片表面进行预处理300s；处理完的硅片再次使用质量百分比为0.2％的氢氧化钠溶液处理240s。

(2)预清洗后的硅片经过水槽清洗240s后，进入制绒槽，采用无醇添加剂制绒工艺，制绒液的氢氧化钠浓度质量百分比为1.0％—1.5％，无醇添加剂的体积百分比为0.2％—1.4％，制绒时间为1100s。

(3)无醇制绒添加剂制绒工艺中温度设置为82℃。

(4)制绒溶液的有效性可达到48小时。

(5)制绒过程中，156*156单晶硅片，补加氢氧化钠180g/200片，无醇添加剂80mL/200片，125*125单晶硅片，补加氢氧化钠150g/200片，无醇添加剂60mL/200片。

(6)制绒过程中不需要鼓泡和循环。无醇添加剂含有的消泡剂可消除硅片表面的气泡印。

(7)小的减重有利于控制正线碎片率。

(8)制绒后的硅片依次经过快排槽、水槽240s、体积百分比10.7％的HF酸槽240s，水槽240s，充分清洗硅片。

(9)硅片再经过特制的酸洗工艺，在经过特定的酸洗工艺，酸洗工艺硅片经过八个槽，1#槽体积百分比10.7％HF酸，时间300s，2#槽为纯水，时间200s，3#槽配体积百分比10.7％的盐酸溶液，时间180s，4#槽配体积百分比10.7％的盐酸溶液，时间120s，5#-8#为水槽，甩干，传往下一道工序。

实施例1：

(1)将制绒设备的各槽中破损硅片等杂质清除，用纯水将各槽壁冲洗干净；

(2)向1#预清洗槽注入100L纯水，然后加入250g固体氢氧化钠、4L双氧水，再注入50L纯水；向2#预清洗槽注入100L纯水，然后加入250g固体氢氧化钠，再注入50L纯水；

然后将硅片依次在1#预清洗槽清洗240S，取出后在2#预清洗槽清洗300S；

(3)将预处理完的硅片经过盛有150L纯水的水槽，在水槽内再清洗一次后，放入制绒槽内进行制绒，控制制绒液的氢氧化钠浓度质量百分比为1.2％，无醇添加剂的体积百分比为1.0％。具体制绒槽的初配量为氢氧化钠2250g，无醇添加剂1.8L(型号TS4，该无醇添加剂由常州时创科技有限公司提供)。制绒时间1020s，制绒温度设定82℃；制绒后156*156硅片减重为0.58g，125*125硅片减重0.43g。

(4)制绒完成后，将制绒后硅片经过快排槽使用纯水冲洗180S、纯水槽溢流清洗240s、体积百分比浓度为10.7％的HF酸槽清洗240s、纯水槽溢流清洗240s，从而充分清洗硅片。硅片依次经过快排槽、水槽、酸洗、水槽。

(5)再经过特定的酸洗工艺，酸洗工艺硅片依次经过八个槽依次清洗，其中1#槽体积百分比浓度为10.7％的HF酸，时间300s，2#槽为纯水，时间200s，3#槽配体积百分比浓度为10.7％的盐酸溶液，时间180s，4#槽配体积百分比10.7％的盐酸溶液，时间120s，5#为快排槽，6#、7#、8#为纯水槽，时间分别为200s、200s、60s，甩干后，即可传往下一道工序。

实施例2：

(2)向1#预清洗槽按要求注入纯水，然后加入250g氢氧化钠、4L双氧水，再注入纯水达到指定的高度；向2#预清洗槽按要求注入纯水，然后加入250g氢氧化钠，再注入纯水达到指定的高度。

(3)将预处理完的硅片经过水槽后，放入制绒槽，制绒槽的初配量为氢氧化钠1750g氢氧化钠，无醇添加剂400mL(型号cYc-3，昆山长优電子材料有限公司提供)。制绒时间1080s，制绒温度设定82℃，156*156硅片减重为0.60g，125*125硅片减重0.4g。

(4)制绒完成后，将制绒后硅片经过快排槽使用纯水冲洗180S、纯水槽溢流清洗240s、体积百分比浓度为10.7％的HF酸槽清洗240s、纯水槽溢流清洗240s，从而充分清洗硅片。

(5)再经过特定的酸洗工艺，保证清洗掉硅片表面残留的碱液和金属离子，酸洗工艺硅片经过八个槽依次清洗，其中1#槽体积百分比10.7％HF酸，时间300s，2#槽为纯水，时间200s，3#槽配体积百分比10.7％的盐酸溶液，时间180s，4#槽配体积百分比10.7％的盐酸溶液，时间120s，5#-8#为纯水槽，时间分别为200s、200s、60s，甩干后，传往下一道工序。

其它与实施例1相同。

图1显示采用工艺后156单晶的减重可以稳定到0.5g～0.6g的范围。这个范围比以前的0.7～0.9g的范围降低，降低之后可以减小生产中的碎片率。

125单晶的减重可以稳定到0.35g～0.45g的范围。这个范围比以前的0.5～0.6g的范围降低，降低之后可以减小生产中的碎片率。

同时，上述两种制绒的时间要明显减小。以前在1100S到1200S，现在只需要1020S～1080S，可以增加生产效率。

并且减重随溶液浓度的变化小，稳定，没有大的波动。在新配的溶液中一般减重会大，随着生产的进行，溶液里面的硅酸钠浓度不断增加，减重开始不断降低。由于采用两次预清洗，减重会变得稳定。

表1：

	T	E	Pmpp	Uoc	Isc	Rs	Rsh	FF	NCell	Irev2	数量
												有醇	24.9	1002	4.503	0.635	8.940	2.50	100.0	79.32％	18.85％	0.128	5563
无醇	24.0	1002	4.508	0.635	8.952	2.53	164.3	79.32％	18.87％	0.088	3640

图2显示采用工艺制绒后的硅片反射率降低2％左右。并且反射率更加稳定，不会有大的波动。反射率越低越好。反射率低有利于对光的吸收，有利于增加短路电流，制备得到更高转换效率的电池。数据对比如上表1。

Claims

1.一种单晶硅太阳能电池片的无醇制绒工艺，其特征在于：

(1)首先预清洗硅片表面；

(3)对制绒后的硅片进行清洗；

2.如权利要求1所述的一种单晶硅太阳能电池片的无醇制绒工艺，其特征在于：步骤(1)中的预清洗具体如下：首先用质量百分比浓度为0.18％～0.22％的NaOH和体积百分比浓度为2-5％的双氧水混合溶液清洗硅片表面，对硅片表面进行预处理240S～300S，处理完的硅片再次使用质量百分比浓度为0.15％～0.25％的氢氧化钠溶液处理240S～300S。

3.如权利要求1所述的一种单晶硅太阳能电池片的无醇制绒工艺，其特征在于：在步骤(2)的制绒过程中，对于156*156单晶硅片，补加用量为：固体氢氧化钠180g/200片，无醇添加剂80mL/200片；对于125*125单晶硅片，补加用量为固体氢氧化钠150g/200片，无醇添加剂60mL/200片。

4.如权利要求1所述的一种单晶硅太阳能电池片的无醇制绒工艺，其特征在于：步骤(3)中的清洗具体是指将制绒后的硅片依次经过快排槽、水槽清洗240s、体积百分比浓度为10.7％的HF酸槽清洗240s，最后水槽清洗240s，从而充分清洗硅片。