太阳能电池中硫化镉层的制备方法以及膜层的去除装置与流程

本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种太阳能电池中硫化镉层的制备方法以及膜层的去除装置。

背景技术：

太阳能电池上具有半导体pn结，通过pn结可以实现光电转换，薄膜太阳能电池的结构中，通常利用基板上形成硫化镉层与cigs膜层，而硫化镉层的制备工艺中，通常需要将基板完全浸泡在反应槽内。

由于基板中仅正面需要形成硫化镉层，这样就需要去除基板其它面的硫化镉层，而现有技术的工艺，在去除基板的硫化镉层时，容易出现硫化镉的残留，在后期就需要对硫化镉的残留进行再次处理，不仅影响了加工效率，还降低了薄膜太阳能电池的生产质量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种太阳能电池中硫化镉层的制备方法以及膜层的去除装置，主要目的是用于提高太阳能电池的制备效率，提升太阳能电池的质量。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种太阳能电池中硫化镉层的制备方法，包括：

在基板的表面形成硫化镉层；

通过酸性溶液刷洗所述基板的背面，以去除所述基板背面的硫化镉层。

可选地，所述酸性溶液的质量浓度为3％至5％。

可选地，所述通过酸性溶液刷洗所述基板背面的刷洗时间为60秒至80秒。

可选地，所述通过酸性溶液刷洗所述基板的次数至少为两次，其中，第一次的刷洗时间大于所述第二次的刷洗时间。

可选地，所述酸性溶液的温度为15摄氏度至25摄氏度。

可选地，所述酸性溶液包括盐酸溶液、醋酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液中的一种或至少2种的组合。

可选地，所述在基板的表面形成硫化镉层，包括：

将硫酸镉和氨水混合形成络合物溶液；

将所述基板浸泡于所述络合物溶液内，再向所述络合物溶液内加入硫脲，使所述基板的表面形成硫化镉层。

可选地，所述在基板的表面形成硫化镉层之前，还包括：

将所述基板进行预加热。

所述在基板的表面形成硫化镉层之后，还包括：

对所述基板侧面的硫化镉层通过机械刷洗的方式进行去除。

可选地，所述通过酸性溶液刷洗所述基板背面的硫化镉层，以去除所述基板背面的硫化镉层之前，还包括：

对所述形成硫化镉层的基板进行清洗；

所述通过酸性溶液刷洗所述基板背面的硫化镉层，以去除所述基板背面的硫化镉层之后，还包括：

将所述基板的背面进行清洗吹干。

另一方面，本发明实施例提供了一种膜层的去除装置，包括：

清洗槽，所述清洗槽槽口处依次并排设置有多个辊刷，所述辊刷背离所述清洗槽的一侧依次并排设置有多个传动辊，其中，多个所述辊刷与多个所述传动辊用于将基板夹持在多个所述辊刷与多个所述传动辊之间的传输间隙内，多个所述辊刷转动使所述基板在所述传输间隙内传输。

本公开提供了一种太阳能电池中硫化镉层的制备方法，用于提高太阳能电池的制备效率，而现有技术中，在去除基板背面的硫化镉层时，容易出现硫化镉的残留，在后期就需要对硫化镉的残留进行再次处理，不仅影响了加工效率，还降低了薄膜太阳能电池的生产质量。与现有技术相比，本公开提供的太阳能电池中硫化镉层的制备方法包括：首先，在基板的表面形成硫化镉层；然后，通过酸性溶液刷洗所述基板的背面，以去除所述基板背面的硫化镉层，而通过酸性溶液刷洗基板的背面，可以更加干净的去除基板背面的硫化镉层，这样就不需要后期硫化镉的残留进行再次处理，提高了太阳能电池的制备效率，保证了薄膜太阳能电池的生产品质。

附图说明

图1为本发明一种实施例提供的太阳能电池中硫化镉层的制备方法的流程图；

图2为本发明另一种实施例提供的太阳能电池中硫化镉层的制备方法的流程图；

图3为本发明另一种实施例提供的太阳能电池中硫化镉层的制备方法的流程图；

图4为本发明另一种实施例提供的太阳能电池中硫化镉层的制备方法的流程图；

图5为本发明另一种实施例提供的太阳能电池中硫化镉层的制备方法的流程图；

图6为本发明另一种实施例提供的太阳能电池中硫化镉层的制备方法的流程图；

图7为本发明一种实施例提供的太阳能电池中硫化镉层的去除装置的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的太阳能电池中硫化镉层的制备方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1所示，本公开提供了一种太阳能电池中硫化镉层的制备方法，包括：

步骤101、在基板的表面形成硫化镉层；

其中，基板可以为玻璃基板，例如：浮法玻璃板；基板可以完全浸泡于反应槽，使基板的表面与反应槽内的络合溶液充分接触，从而在基板表面形成硫化镉层，基板表面包括基板的正面、背面和侧面；其中，基板可以沿竖直方向浸泡于反应槽内，相应的，反应槽的形状可以沿竖直方向延展，这样可以使反应槽水平方向的占用空间更小，进而使反应槽与其它工艺设备之间的配合更加的紧凑，提高太阳能电池的制备效率；其中，反应槽内络合物发生化学反应后产生的沉淀物沉积在基板表面,使得基板表面形成硫化镉层，其反应槽内络合溶液的温度可以为60摄氏度至70摄氏度，其反应时间可以为400秒至500秒，可选地，反应时间可以为450秒，这样有利于提高在基板的表面形成的硫化镉膜层结构、性能和表面形貌，保证了太阳能电池的品质。

步骤102、通过酸性溶液刷洗所述基板的背面，以去除所述基板背面的硫化镉层。

其中，酸性溶液可以采用多种选择，例如：盐酸、硫酸、硝酸、醋酸等，通过酸性溶液与基板背面的硫化镉层发生反应，以去除硫化镉层，具体的，上述酸性溶液可以采用盐酸，当盐酸与硫化镉层接触时，盐酸能够与硫化镉发生反应，其反应式为cds+2hcl→h2s+cdcl2，通过盐酸溶液可以将硫化镉转化为cdcl2和h2s，其中，生成的cdcl2易溶于水，而生成的h2s为气态，可以通过有效处理后经排风装置排出，这样就可以实现对硫化镉层的去除；其中，为了加快硫化镉的去除速度，可以在酸性溶液与硫化镉层反应时，还可以通过滚刷对硫化镉层进行刷洗，该刷洗一方面可以通过物理方式对硫化镉进行去除，另一方面还可以加快硫化镉与酸性溶液的反应速度；其中，酸性溶液可以设置于清洗槽内，多个滚刷可以设置于酸性溶液的液面处，使滚刷的第一部分浸泡在酸性溶液内，第二部分显露在酸性溶液外，而基板的背面设置于多个滚刷的第二部分上，当多个滚刷滚动时，多个滚刷的刷毛转动到酸性溶液内，滚刷的刷毛可以与酸性溶液接触并吸附酸性溶液，酸性溶液并将滚刷沾有的硫化镉和cdcl2溶解，当刷毛转动到基板的背面时，刷毛可以带着酸性溶液对基板的背面进行刷洗，并且随着滚刷的转动，还可以带动基板移动，当基板移动至下一步工序位置时，基板背面的硫化镉层已经被去除掉，这样不仅实现了对硫化镉层的去除，还可以实现对基板的移动，实现了自动化刷洗基板背面的硫化镉层,提高了制备效率。

本公开提供了一种太阳能电池中硫化镉层的制备方法，用于提高太阳能电池的制备效率，而现有技术中，在去除基板背面的硫化镉层时，容易出现硫化镉的残留，在后期就需要对硫化镉的残留进行再次处理，不仅影响了加工效率，还降低了薄膜太阳能电池的生产品质。与现有技术相比，本公开提供的太阳能电池中硫化镉层的制备方法包括：首先，在基板的表面形成硫化镉层；然后，通过酸性溶液刷洗所述基板的背面，以去除所述基板背面的硫化镉层，而通过酸性溶液刷洗基板的背面，可以更加干净的去除基板背面的硫化镉层，这样就不需要后期硫化镉的残留进行再次处理，提高了太阳能电池的制备效率，保证了薄膜太阳能电池的生产品质。

另外，上述基板上还可以形成cigs层，而硫化镉层形成在cigs层上，。

进一步的，上述酸性溶液的质量浓度为3％至5％，酸性溶液的温度可以为15摄氏度至25摄氏度，通过酸性溶液刷洗所述基板背面的刷洗时间为60秒至80秒。本实施例中提供的酸性溶液可以更好的与硫化镉进行反应，生成cdcl2和h2s，以便在步骤102中，更加彻底的对背离的硫化镉层进行去除，进而可以提高薄膜太阳能电池的制备品质。

进一步的，所述酸性溶液包括盐酸溶液、醋酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液中的一种或至少2种的组合，可选地，可以选用盐酸与硝酸的混合溶液，其中，盐酸与硝酸的摩尔配比为3-4比1，这样可以进一步提高酸性溶液对硫化镉的去除效果；可选地，还可以选用盐酸与硫酸的混合溶液，其中，盐酸与硫酸的摩尔配比为5-6比1，这样也可以进一步提高酸性溶液对硫化镉的去除效果。

进一步的，所述通过酸性溶液刷洗所述基板的次数至少为两次，其中，第一次的刷洗时间大于所述第二次的刷洗时间。本实施例中，通过酸性溶液对基板刷洗两次，可以使基板上的硫化镉层清理的更加干净，其中第一次刷洗时间可以为40秒至50秒，而第二次刷洗时间可以为25秒至30秒，两次刷洗所使用的酸性溶液的浓度可以相同。

如图2所示，本公开的一实施方案中，上述步骤101包括：

步骤104、将硫酸镉和氨水混合形成络合物溶液；

步骤105、将所述基板浸泡于所述络合物溶液内，再向所述络合物溶液内加入硫脲，使所述基板的表面形成硫化镉层。

其中，在步骤104中，可以将di纯水、硫酸镉和氨水加入至混合槽内，使硫酸镉和氨水发生反应，其反应式为：cd²⁺+4nh³→cd(nh3)4²⁺，其可以采用搅拌溶液的方式加快溶液中硫酸镉和氨水接触从而增加反应速度，具体的实施方式可以为：di纯水温度为70-75摄氏度，cdso4溶液浓度为0.0014-0.0016mol/l，其可以为常温状态；nh3﹒h20溶液浓度为1.2-1.4mol/l，其可以为常温状体，其中，混合槽的容积可以为78l-82l，而di纯水的用量可以为62.2-65.4l，硫酸镉溶液的用量可以为1.36-1.52l，氨水的用量可以为9.1-9.5l。

其中，在步骤105中，可以将络合物溶液导入至反应槽内，使基板浸泡至反应槽内的络合物溶液中，再向反应槽内加入硫脲溶液，使硫脲溶液与络合物溶液发生反应，而生成的硫化镉可以沉淀在基板的表面，形成硫化镉层，具体的，其化学反应式为：cd(nh3)4²⁺+s+c(nh2)2+2oh-→cds+ch2n2+4nh3+2h2o，其中，在络合物溶液的温度达到60摄氏度至70摄氏度时，加入硫脲，使硫脲与络合物反应，反应生成物硫化镉沉积在基板的表面，从而实现在基板的表面形成硫化镉层。其中，硫脲溶液的浓度可以为0.06-0.08mol/l，硫脲溶液的用量可以为5.34-5.52l，本实施例中，由于硫化镉为沉淀物，所以当硫脲溶液加入至络合物溶液时，生成的硫化镉可以凝结在基板的外表面，形成硫化镉层，其中，硫化镉层的厚度可以为30纳米至50纳米。

如图3所示，本公开的一实施方案中，上述步骤101之前还可以包括：

步骤103，将所述基板进行预加热。

具体的，可以将所述基板浸泡至含有预设温度液体的预加热槽内，对所述基板进行预加热，其中，预加热槽内的液体与基板不发生反应，仅仅对基板清洗，并与基板进行热传递，以对基板进行预加热；其中，预加热槽内的液体可以为di纯水，而di纯水的温度可以为68摄氏度至72摄氏度，而基板在预加热槽内的预加热时间可以为30秒至90秒，优选地，预加热时间可以为60秒；预加热槽内设有热水，在对基板进行预加热时，可以将基板完全浸泡在预加热槽热水中，进一步的，基板可以沿竖直方向伸入至预加热槽内，相应的，预加热槽的结构也可以沿竖直方向延展，这样可以使预加热槽水平方向的占用空间更小，进而使预加热槽与其它工艺设备之间的配合更加的紧凑，提高太阳能电池的制备效率；本实施例中，通过预加热槽的设置，可以实现对基板进行预加热，这样可以保证基板在下一步工序的反应槽内的反应温度，避免基板在反应槽产生其它反应，另一方面，预加热槽内的di纯水还可以对基板的主面和背面进行清洗，可以去除基板上一步工艺上残留物质，例如：kf、naf等，这样可以减小基板在下一步工序的影响。

如图4所示，本公开的一实施方案中，步骤101之后，还包括：

步骤105，对所述基板侧面的硫化镉层通过机械刷洗的方式进行去除。

其中，由于基板浸泡在反应槽内，通过反应槽内的溶液反应形成了基板表面的硫化镉层，这样硫化镉层不仅会形成在基板的主面和背面，还会形成在基板的侧面，又由于侧面面积较小，所以可以通过滚刷对基板侧面上的硫化镉层进行磨刷，非常的方便快捷清除硫化镉层，而且还可以清理干净。另外，对基板侧边上的硫化镉物质去除工作，可以在形成双面硫化镉基板之后进行，还可以在形成单面硫化镉基板之后进行，在此不作具体限定；其中，本实施例中，对基板侧面刷洗仅采用物理方式即可，不需要通过酸性溶液刷洗，通过酸性溶液刷洗容易使酸液滴落到基板的主面上，影响基板的品质，所以本实施例的滚刷可以通过di纯水来磨刷基板的侧边，其中di纯水仅仅起到清洗的作用，以保证基板表面的洁净度。

如图5所示，本公开的一实施方案中，上述步骤102之后，还包括：

步骤106，将所述基板的背面进行清洗冷风吹干。

其中，硫化镉层在形成后，基板的背面可能还会残留酸性溶液，所以可以将基板浸泡在di纯水溶液中，使di纯水溶液对基板进行清洗，以去除基板上的残留酸液，然后再对基板进行冷风吹干，以去除基板上的液体残留，避免残留液体对基板的腐蚀，提高了薄膜太阳能电池的品质。

如图6所示，本公开的一实施方案中，步骤102之前还可以包括：

步骤107、对所述形成硫化镉层的基板进行清洗。

其中，基板在反应槽内形成硫化镉层之后，基板上还残留有部分反应溶液，为了不影响后续工艺的加工，需要清理基板上的残留物质，即可以对基板进行清洗，具体的，可以将基板浸泡在di纯水中，浸泡时间可以为50秒至70秒，使基板主面和背面的残留物质清洗干净后，再将洗净后的基板转移至下一步工序中，本实施例中，通过对基板的清洗，可以保证基板下一步工序反应的准确性，避免残留物质对下一步工序反应的影响，提高了薄膜太阳能电池的制备品质。

另一方面，如图7所示，本公开还提供了一种膜层的去除装置，包括：

清洗槽1，所述清洗槽1的槽口处依次并排设置的多个辊刷2，多个所述辊刷2背离所述清洗槽1的一侧依次并排设置有多个传动辊3，

其中，多个所述辊刷2与多个所述传动辊3用于将基板4夹持在多个所述辊刷2与多个所述传动辊3之间的传输间隙内，多个所述辊刷2转动使所述基板4在所述传输间隙内传输。

其中，辊刷2包括传动轴和刷毛，刷毛设置于传动轴上。

其中，清洗槽1内可以设置有酸性溶液，例如：盐酸、硫酸、硝酸等，优选地，清洗槽1内可以设置有浓度为3％至5％的盐酸溶液，由于盐酸具有挥发性，所以盐酸可以为常温；上述多个滚刷可以沿水平方向依次排列设置，相邻两个辊刷2之间可以具有间隙，该间隙的距离不易过大(间隙可以为3mm±2mm)，避免基板4从间隙中掉落下去，而多个传动辊3同样可以沿水平方向并排设置，其中，多个传动辊3的转轴轴线与多个辊刷2的转轴轴线可以相互平行，通过多个传动辊3和多个辊刷2可以将基板4夹持在两者之间的传输间隙内，当辊刷2转动时，可以带动基板4在传输间隙内传输；另外，辊刷2的一部分浸泡于清洗槽1内酸性溶液内，辊刷2的另一部分部则置于酸性溶液的液面外，其中，基板4的主面可以置于多个传动辊3的一侧，而基板4的背面可以接触于多个辊刷2，当多个辊刷2转动时，可以使基板4在传输间隙内传动，此时，辊刷2上的刷毛转动至酸性溶液内时，蘸取酸性溶液，当刷毛转动至基板背面时，刷毛可以带着酸性溶液接触并刷洗基板4的背面，以实现对基板背面硫化镉层的去除；其中，多个传动辊3的设置可以实现对基板4的限位作用，当多个辊刷转动时带动基板移动,多个传动辊3可以对基板4施加足够的作用力，促进基板的稳定移动,且保证了对背面硫化镉层去除干净，提高太阳能电池的生产质量。

本实施例提供了一种太阳能电池中硫化镉层的制备装置，包括：清洗槽，所述清洗槽槽口处依次并排设置有多个辊刷，所述辊刷背离所述清洗槽的一侧依次并排设置有多个传动辊，其中，多个所述辊刷与多个所述传动辊用于将基板夹持在多个所述辊刷与多个所述传动辊之间的传输间隙内，多个所述辊刷转动使所述基板在所述传输间隙内传输，而多个传动辊可以随着基板的传输而转动，以减小基板的传输阻力，当需要去基板背面的硫化镉层时，可以将基板设置于传输间隙内，其中辊刷包含传动轴和刷毛,其中刷毛设置与传动轴上,使基板的背面与刷毛接触，而清洗槽内可以加入酸性溶液，其中，酸性溶液的液面可以浸泡多个辊刷的一部分，可选的,驱动装置驱动当辊刷转动时，辊刷带动基板在传输间隙内移动，而刷毛转动至酸性溶液时，刷毛蘸取酸性溶液,当刷毛转动至基板的背面时，刷毛可以带着酸性溶液接触并刷洗基板的背面，以实现对背面硫化镉层的去除，而通过酸性溶液刷洗基板的背面，可以更加干净的去除基板背面的硫化镉层，这样就不需要后期硫化镉的残留进行再次处理，提高了太阳能电池的制备效率，保证了薄膜太阳能电池的生产品质。

为了实现基板背面硫化镉层去除的自动化,可通过设置控制装置,控制装置控制驱动装置,驱动装置驱动辊刷转动,从而实现辊刷带动基板与酸性溶液反应时间。控制装置可以根据实际需要，控制辊刷的转动速度，从而实现基板背面的硫化镉层去除的更加彻底。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。