一种长宽非等尺寸的长方形多晶硅太阳能电池片加工方法与流程

本发明涉及一种加工方法，具体涉及一种长宽非等尺寸的长方形多晶硅太阳能电池片加工方法，属于晶体硅太阳能电池制造部件技术领域。

背景技术：

随着光伏产业的发展，晶硅太阳能电池片主要为单晶和多晶太阳能电池片，晶硅太阳能电池片制造成本的降低和电池片品质的提升是持续需要我们解决的难题。太阳能电池产业链可分为晶硅铸锭（硅的提纯和掺杂，生产出所需要的硅材料）—切片（将硅锭切割成生产电池片所需要尺寸，现常规切割的硅片尺寸为156.75mm×156.75mm，厚度约为200微米）—电池片生产（将硅片做成能够发电的电池片）—组件（将电池片串联起来发电）—系统集成等环节，产业链各环节生产设备均为此尺寸量身定制，不可能做大的变动。受硅棒尺寸的限制，目前主流单、多晶太阳能电池片的尺寸均为156.75mm×156.75mm。

技术实现要素：

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种长宽非等尺寸的长方形多晶硅太阳能电池片加工方法，该方法可实现在不对现有电池片生产线做大改动的前提下大幅提高单片电池片功率，从而有效提高电池片生产线产能、降低生产成本，且更有利于后续的组件封装，在一定程度提升效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种长宽非等尺寸的长方形多晶硅太阳能电池片加工方法，所述方法包括以下步骤：1）硅片尺寸切割；2）制绒；3）扩散；4）刻蚀；5）pecvd；6）丝网印刷；7）检测。

作为本发明的一种改进，所述步骤1）尺寸切割，具体如下，硅片切割使用金刚线切割技术，调整原切割方案：切割片数设置为6×5、7×6、8×7，从而使切割出的硅片尺寸对应的变为156.75mm×188.10mm、156.75mm×182.88mm、156.75mm×179.14mm，进而作为非等尺寸长方形晶硅电池片的原料硅片，其中156.75mm×182.88mm（即7×6）更具有尺寸优势。

作为本发明的一种改进，所述步骤2）制绒，具体如下，制绒工序是将硅片用链式设备主要进行酸清洗，硅片表面制绒后，硅片表面形成凹坑有利于光的吸收，制绒下料时需要利用与硅片尺寸匹配的花篮，制绒后自动下料的每片硅片可分别卡在花篮里，将硅片承载至下一道扩散工序。

作为本发明的一种改进，所述步骤3）扩散，扩散工序需要使用与硅片尺寸相匹配的石英舟，利用插片机将硅片背靠背的插入石英舟内，然后进入扩散炉扩散，来承载硅片进行扩散制取pn结。

作为本发明的一种改进，所述步骤4）刻蚀，刻蚀工序是将硅片用链式设备主要进行酸清洗（与制绒清洗类似），硅片刻蚀后，下料时利用与硅片尺寸匹配的花篮将硅片承载至下一道镀膜工序。

作为本发明的一种改进，所述步骤5）pecvd具体如下，镀膜工序需要使用与硅片相匹配的石墨舟（将硅片卡进石墨舟后进入管式设备镀膜）承载硅片进行镀膜。

作为本发明的一种改进，所述步骤6）丝网印刷具体如下，丝网印刷工序时使用的网版（利用网版印刷在硅片表面印刷所需要的电极形状）尺寸需要与硅片尺寸相匹配。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）该技术方案降低了成本，硅片切割：由于硅片切割时少切一刀，不仅提高了硅片切割产能，同时节省了切割成本；2）电池片加工：对g7铸锭炉所生产的硅锭切割成156.75mm×182.88mm的尺寸，生产线产能可提升16.7%。由于电池片尺寸的增加，单位瓦数的特气、化学试剂的用量将会减少，预计总成本可降低约5%；3）组件封装：对g7铸锭炉所生产的硅锭切割成156.75mm×182.88mm的尺寸，由于电池片尺寸增大，原60片270w封装组件现仅需52片即可达到相同功率，片数的减少降低了片间距所占面积比例，组件功率可提升0.4%左右，即达到271w，提高了组件效率，同时降低了产生同等单位效率的成本；4）该方案指明生产设备改进方向，利于柔性制造系统的应用。此发明不仅带来效率提升、成本降低，而且可有助于研发多尺寸自动调节设备和多工艺系统自动识别切换技术；根据产品尺寸选择设定夹具、花篮等工装及工艺设定实现集成化柔性制造；5）该方案提出多样化广泛使用：根据电站地形等不仅可以同类结构电池片形成组件，也可搭配常规尺寸电池片进行混合组件结构使用，以满足不同市场需求。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

附图说明

图1为本发明硅锭切割方案示意图。

具体实施方式：

为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和具体实施方式进一步介绍该技术方案。

实施例1：参见图1：一种长宽非等尺寸的长方形多晶硅太阳能电池片加工方法，所述方法包括以下步骤：1）硅片尺寸切割；2）制绒；3）扩散；4）刻蚀；5）pecvd；6）丝网印刷；7）检测。

所述步骤1）尺寸切割，具体如下，硅片切割使用金刚线切割技术，调整原切割方案：切割片数设置为6×5、7×6、8×7，从而使切割出的硅片尺寸对应的变为156.75mm×188.10mm、156.75mm×182.88mm、156.75mm×179.14mm，进而作为非等尺寸长方形晶硅电池片的原料硅片。其中156.75mm×182.88mm（即7×6）更具有尺寸优势。

所述步骤2）制绒，具体如下，制绒工序是将硅片用链式设备主要进行酸清洗，硅片表面制绒后，硅片表面形成凹坑有利于光的吸收，制绒下料时需要利用与硅片尺寸匹配的花篮，制绒后自动下料的每片硅片可分别卡在花篮里，将硅片承载至下一道扩散工序。

所述步骤3）扩散，扩散工序需要使用与硅片尺寸相匹配的石英舟来承载硅片进行扩散制取pn结，利用插片机将硅片背靠背的插入石英舟内，然后进入扩散炉扩散。

所述步骤4）刻蚀，刻蚀工序是将硅片用链式设备主要进行酸清洗（与制绒清洗类似），硅片刻蚀后，下料时利用与硅片尺寸匹配的花篮将硅片承载至下一道镀膜工序。

所述步骤5）pecvd具体如下，镀膜工序需要使用与硅片相匹配的石墨舟（将硅片卡进石墨舟后进入管式设备镀膜）承载硅片进行镀膜。

所述步骤6）丝网印刷具体如下，丝网印刷工序时使用的网版（利用网版印刷在硅片表面印刷所需要的电极形状）尺寸需要与硅片尺寸相匹配。

应用实施例：参见图1，硅锭切割方案：现有g6、g7、g8铸锭炉所生产硅锭切割尺寸分别为940.5×940.5mm、1097.25×1097.25mm、1254×1254mm。现将硅锭的切割方案由原来的切割片数为6×6、7×7、8×8分别更改为6×5、7×6、8×7，原对应的切割出的硅片尺寸都为156.75mm×156.75mm，更改切割方案后对应的切割成的硅片尺寸变为156.75mm×188.10mm、156.75mm×182.88mm、156.75mm×179.14mm，更改切割方案后的硅片保持硅片的一边边长（156.75mm）不变，单片硅片面积分别增大20%、16.7%、14.3%。

现硅片切割所使用的金刚线切割技术平均每切一刀需300分钟左右，其中切割工艺时间约为200分钟，每切割一刀前准备时间需100分钟。由于硅锭切割方案的更改，原来需切6、7、8刀的硅料现对应只需切5、6、7刀，所需总时间由1800、2100、2400分钟降为1700、2000、2300分钟，即硅片切割整体效率提升约5.9%、5%、4.3%，并且降低了工人劳动强度。

电池片生产线改造：由于硅片宽度不变，长度增加，只需要对电池片生产线进行一定程度的改造。因此电池片整个制绒生产线上、下料段的托盘及承载花篮尺寸需做相应修改以适合新硅片的尺寸，扩散工序的石英舟及pecvd工序的石墨舟也需进行重新设计尺寸，丝网印刷工序需要重新设计优化网版（相关尺寸设计需以新硅片的尺寸为参考进行匹配）。电池片生产线的改造成本较低。受限于设备、工艺，扩散及pecvd工序是产能瓶颈工序。现通过增大硅片尺寸，工艺不做任何修改，扩散及pecvd工序产能对应大尺寸切割面积可分别提升20%、16.7%、14.3%。制绒、刻蚀段可通过提高带速及反应溶液浓度提升产能，丝网印刷及检测提升带速即可提升产能。继而生产线产能可提升20%、16.7%、14.3%。由于电池片尺寸的增加，单位瓦数的特气、化学试剂的用量将会减少，预计单位瓦数总成本可降低约5%。

156.75mm×182.88mm尺寸的的电池片相对其他两种尺寸（156.75mm×188.10mm、156.75mm×179.14mm）有较好的尺寸优势，最佳方案为将现g7铸锭炉所生产硅锭切割方案由7×7更改为7×6，即硅片尺寸由156.75mm×156.75mm变156.75mm×182.88mm。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。