一种用于太阳能电池抛光工艺的滚轮的制作方法

本实用新型属于太阳能电池领域，特别是涉及一种太阳能电池片刻蚀背抛光滚轮。

背景技术：

常见的晶体硅太阳能电池是由背面电极、半导体材料构成的P型层、N型层、P-N结、减反射薄膜、正面栅电极等部分组成。当太阳光照射到太阳能电池表面时，减反射薄膜和绒面结构可有效减少电池表面的光反射损失。太阳能电池中的半导体结构吸收太阳能后。激发产生电子、空穴对，电子、空穴对被半导体内部P-N结自建电场分开，电子流进入N区，空穴流入P区，形成光生电场，如果将晶体硅太能电池的正、负极与外部电路连接，外部电路中就有光生电流通过。

太阳能电池的制作过程一般包括清洗制绒、扩散掺杂、刻蚀/PSG清洗、背抛光、PECVDSiN镀膜、电极丝网印刷和烘干烧结等步骤。其中，背抛光工艺是利用腐蚀液体的表面张力，使电池片仅背面及四周接触腐蚀液而正面理论上不接触，俗称“水上漂”工艺。由于电池正面没有进行SiN镀膜，即该工艺位置处于“去PSG”之后“PECVD制备正面SiN钝化膜”之前，并且由于电池片四周也接触腐蚀液，故可省去等离子刻蚀步骤。但是，这样的工艺对设备的精度要求较高，要求液面不能有大的抖动，否则会使液面漫过电池片的正面将正面的P-n结腐蚀掉，减少正面的受光面积。

现有的背抛光工艺中使用的滚轮如图1和图2所示，所述滚轮包括旋转轴和螺旋状凸起结构。其中，所述螺旋状凸起结构可以为正螺旋状结构或反螺旋状结构。在背抛光蚀刻工艺中，滚轮在刻蚀槽中的安装方式为前一根滚轮为正螺旋(图1)，后一根滚轮为反螺旋(图2)的交替安装方式，防止硅片在生产过程中跑偏。但硅片在滚轮的带动下按照类似S形近直线的方式行走，虽然防止了跑偏，但增加了表面横向抖动的幅度。

目前，在硅片进入主体设备进行刻蚀前，普遍采用喷洒纯水水膜保护硅片的扩散面后进入刻蚀槽，在刻蚀槽通过转动的滚轮将药液带起，进而达到去除太阳能电池片背面及边缘的N型硅的目的。但在水膜工艺中，现有的滚轮结构会增大蚀刻槽内硅片表面水的溢出量，并且对背面微结构有轻微损伤的可能。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于太阳能电池抛光工艺的滚轮，用于解决现有技术中的滚轮结构会增大蚀刻槽内硅片表面水的溢出量，并且对背面微结构有轻微损伤的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种用于太阳能电池抛光工艺的滚轮，所述滚轮包括：转轴，围绕所述转轴的滚轮本体，所述滚轮本体表面均布多个沿所述滚轮本体轴线方向延伸的条状凸起结构，且所述滚轮本体的轴截面为具有多个凸齿的齿轮状；所述滚轮本体的外表面设置有至少两个环形凹槽，所述环形凹槽内设置有环形垫圈，相邻的两个环形垫圈之间的距离小于硅片的最大径向长度。

优选地，相邻的两个所述条状凸起结构之间形成V型夹角。

优选地，所述条状凸起结构的横截面为圆角梯形结构。

优选地，所述条状凸起结构的底部至所述条状凸起结构的顶部的高度为3mm到6mm。

优选地，所述条状凸起结构的数量为14个到24个。

优选地，从转轴线至所述环形垫圈表面的最长半径比从转轴线至所述滚轮本体表面的最长半径长0.3mm到0.5mm。

优选地，所述环形垫圈的宽度为2.5±0.5mm。

优选地，所述环形垫圈对称设置于滚轮轴线中心的两侧，所述环形垫圈均匀设置于所述滚轮轴向长度的四分之一至四分之三之间。

优选地，所述转轴的材质为金属材料，所述滚轮本体的材质为PVDF材料，所述环形垫圈的材质为FKM材料。

优选地，所述转轴的直径为8mm到12mm，所述环形垫圈的外直径为76mm到80mm。

如上所述，本实用新型的用于太阳能电池抛光工艺的滚轮，具有以下有益效果：

1)本发明减小硅片抖动的幅度，使其蚀刻槽内运行更加平稳，减少水膜上水的溢出量。

2)本发明优化了目前刻蚀工艺中硅片背抛光效果，降低由于滚轮设计导致的背面微结构损伤的可能性。

3)本发明能够在不影响硅片正面的情况下，实现太阳能电池生产中背抛光的目标，操作简单，效果优越。

附图说明

图1显示为本实用新型(现有技术中)的用于太阳能电池抛光工艺的滚轮示意图。

图2显示为本实用新型(现有技术中)的用于太阳能电池抛光工艺的滚轮示意图。

图3显示为本实用新型的用于太阳能电池抛光工艺的滚轮结构的侧视图。

图4显示为本实用新型的用于太阳能电池抛光工艺的滚轮结构沿a-a截取的剖面图。

图5显示为本实用新型的用于太阳能电池抛光工艺的滚轮结构沿b-b截取的剖面图。

元件标号说明

1 转轴

2 滚轮本体

3 环形垫圈

4 条状凸起

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图3至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图3到图5所示，本实用新型提供一种用于太阳能电池背抛光的滚轮，所述用于太阳能电池背抛光的滚轮包括：转轴，围绕所述转轴的滚轮本体，所述滚轮本体表面均布多个沿所述滚轮本体轴线方向延伸的条状凸起结构，且所述滚轮本体的轴截面为具有多个凸齿的齿轮状；所述滚轮本体的外表面设置有至少两个环形凹槽，所述环形凹槽内设置有环形垫圈。本实施例中，在生产过程中硅片运行的方向与滚轮转动的方向一致，不需要进行横向移动，凹槽带液与硅片下表面良好接触，凹槽间平面挤压溶液与硅片反应的气泡，在局部硅片离开滚轮的时候，与溶液平缓地接触，减小硅片抖动的幅度，使其蚀刻槽内运行更加平稳，减少水的溢出。

具体的，本实施例中，所述滚轮本体与所述转轴同轴。所述转轴的直径为8到12mm，优选地，转轴的直径为8mm。

所述环形垫圈的外径为76mm到80mm，优选地，轴向长度为76mm。所述环形垫圈的宽度为2.5±0.5mm。其中，从转轴线至环形垫圈表面测得的最长半径比从转轴线至滚轮本体表面测得的最长半径长0.3mm到0.5mm，其中，优选为0.4mm。所述环形垫圈的半径略大于所述滚轮本体的半径，这样使得滚轮与硅片的直接接触变成环形垫圈与硅片的接触，不仅可以防止滚轮由于硬摩擦而划伤硅片背面，而且可以减少震动。本实施例中所述环形垫圈为O型圈。

所述相邻的的两个环形垫圈之间的距离小于硅片的最大径向长度，硅片是在环形垫圈上行走，以保证硅片不会偏离传送轨道。具体的，本实施例中，硅片尺寸为125mm*125mm和156mm*156mm两种。其中，所述环形垫圈对称设置于滚轮轴线中心的两侧，所述环形垫圈均匀设置于所述滚轮轴向长度的四分之一至四分之三之间。具体的，当滚轮具有两个环形垫圈时，所述两个环形垫圈对称设置于所述滚轮轴线中心的两侧，所述两个环形垫圈之间间距为70到80mm。当滚轮具有四个环形垫圈时，所述环形垫圈等距离对称设置于所述滚轮轴线中心的两侧，所述四个环形垫圈之间的间距为15mm到20mm。

所述条状凸起结构的横截面为圆角梯形结构。所述条状凸起结构的数量为14个到24个。具体的，本实施中，所述条状凸起结构的底部至所述条状凸起结构的顶部的高度为3mm到6mm。所述条状凸起结构大小相等，所述条状凸起结构沿所述滚轮本体中心作环形周期性阵列分布于所述滚轮本体的圆周面。本实施例中的条状凸起结构为16个。

其中，所述条状凸起结构与相邻的条状凸起结构之间形成V型夹角。其它实施例中，所述V型凹槽结构也可以为倒梯形型凹槽，弧形凹槽，在此不限。

本实施中，所述转轴的制作材料是金属。例如，金属铁，不锈钢材料等。所述转轴及环形垫圈均采用不易对硅片造成损伤的材质。所述滚轮本体的材质为PVDF材料，所述环形垫圈的材质为FKM材料。其中，所述PVDF(Polyvinylidene fluoride)，主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，它兼具氟树脂和通用树脂的特性，具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性性能等。所述FKM是氟橡胶的缩写，它具有良好的耐高温，耐油，耐腐蚀性能等。

综上所述，本实用新型提供一种用于太阳能电池背抛光的滚轮，所述用于太阳能电池背抛光的滚轮包括：转轴，围绕所述转轴的滚轮本体，所述滚轮本体表面均布多个条状凸起结构，所述滚轮本体的轴截面为多角齿轮型。所述滚轮本体的外表面设置有至少两个环形凹槽，所述环形凹槽内设置有环形垫圈，具有以下有益效果：

1)本发明减小硅片抖动的幅度，使其蚀刻槽内运行更加平稳，减少水膜上水的溢出量。

2)本发明优化了目前刻蚀工艺中硅片背抛光效果，降低由于滚轮设计导致的背面微结构损伤的可能性。

3)本发明能够在不影响硅片正面的情况下，实现太阳能电池生产中背抛光的目标，操作简单，效果优越。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。