电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺的制作方法

本发明属于电池片技术领域，特别是电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺。

背景技术：

perc电池成为主流，效率提升日益重要，而环保政策愈发严格废水处理成本高涨。在目前perc电池技改背景下，对现有的刻蚀设备进行适当改造可以起到降本提效的作用。

当硅片厚度降低到200微米以下时，长波长的光吸收减少，需要电池有良好的背反射性能

在沉积介质膜钝化的过程中，硅表面的状态一定程度上决定了介质膜的钝化质量，表面越平整，表面积就越小，表面缺陷就越小，同时也越有利于高质量介质膜的沉积，钝化效果越好。背面抛光在perc工艺中就十分有必要。硅片在扩散后需经历刻蚀。常规的刻蚀目的仅在去除边缘结合背结，对于背面的腐蚀量和平整度要求并不高，要在尽可能小的成本下，引入背面抛光。

而传统的酸性抛光下，会产生大量的氧化氮废气，在氧化氮废气处理成本上较高，对环境污染也会比较严重。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺，解决了抛光产生废气严重、成本高的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

s1、入料：电池片送入到链式刻蚀碱背抛光装置中，链式刻蚀碱背抛光装置包括若干用以传送电池片的传送辊以及带液辊，在电池片进入酸洗室一前，对电池片正面喷水并形成保护层；

s2、第一次酸洗：电池片进入到酸洗室一内，通过带液辊使电池片背面均匀接触14～16%浓度hf溶液并去除背面及边缘sio2；

s3、第一次清洗：在酸洗后电池片进入清洗室一内进行清洗；

s4、碱洗：电池片进入到碱洗室内，电池片浸没至5.5～6.5%浓度kon溶液中，kon溶液中添加碱抛光添加剂，kon溶液与碱抛光液体积比为245～250:2，控制kon溶液液温度在65±10℃，加速电池片与kon溶液反应抛光，并使电池片的背面形成塔基结构；

s5、第二次清洗：在碱洗后电池片进入清洗室二内进行清洗，水温控制在40±5℃；

s6、第二次酸洗：电池片进入到酸洗室二内，将hcl与hf混合溶液均匀喷在电池片正面，去除电池片正面sio2和金属离子，hcl与hf混合溶液由14～16%浓度hf溶液和3～5%浓度hcl溶液3:1混合而成；

s7：第三次清洗：在酸洗后电池片进入清洗室三内进行清洗；

s7、除湿：通过除湿机构对电池片正面去水；

s8、出料。

本加工工艺中，采用链式碱抛光后取消了硝酸的使用，减少了氢氟酸的使用量，降低了化学品使用和处理的成本。

采用碱抛光链式技术可通过碱槽和水槽加热的作用，使背面反应生产杂质和有机物清洗更为干净，可以减少链式酸抛后el下滚轮印等不良。

在perc工艺上，碱抛光成本较酸抛光下降70%，更环保，效率更高，更低的化学成本，更高的反射率，更平坦的背面抛光效果，整体效率提升0.1-0.2%。

本发明中的碱抛光添加剂型号为bpl-100，碱抛光添加剂另一个名称为抛光优化及bpl。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，步骤s2中，电池片不与hf溶液直接接触，所述的带液辊表面具有毛细孔，该细小孔用于将hf溶液带到电池片背面并与其反应。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，步骤s2中，每片电池片经过hf溶液反应40s，每加工500片电池片，对其酸洗室一内添加0.5l14～16%浓度hf溶液。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，步骤s4中，每片电池片经过kon溶液反应150s，每加工2000片电池片，对其碱洗室内添加12l水以及5.5～6.5%浓度kon溶液。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，步骤s4中，传送辊上方设置有挤压辊，挤压辊上套设有挤压滚套，挤压滚套两侧具有用于将电池片挤压进入溶液中的挤压滚部，挤压滚部的宽度为1～2mm。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，步骤s4中，在碱洗过程中，通过传送辊将碱洗时产生的气泡挤掉。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，步骤s6中，每片电池片经过hcl与hf混合溶液酸洗40～50s，每酸洗3000片电池片，对其酸洗室二内添加5l水、8l14～16%浓度hf溶液以及3l3～5%浓度hcl溶液。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，在清洗室一、碱洗室、清洗室二、酸洗室以及清洗室三内设置有用于刮除电池片正面液体的除水辊。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，所述的除湿机构包括气泵和若干气喷管，喷管位于传送辊上方，喷管的喷口倾斜对准传送辊，气泵通过气管与喷头相连。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，所述的链式刻蚀碱背抛光装置包括箱体，箱体设置有若干用于输送电池片的传送辊以及带液辊，箱体的进口处设置有喷水装置，所述的箱体包括连通的酸洗室一、水洗室一、碱洗室、水洗室二、酸洗室二、水洗室三以及除湿室，所述的带液辊位于酸洗室一内，带液辊下方设置有酸洗槽，酸洗槽用于容置hf溶液，带液辊与hf溶液接触，所述的碱洗室内设置有若干挤压辊，挤压辊位于传送辊上方，所述的碱洗室内固定有碱洗槽，碱洗槽用于容置kon溶液以及碱抛光添加剂，挤压辊用于将电池片浸没在kon溶液内，酸洗室二内具有用于容置hf与hcl的混合溶液的容置区，酸洗室二内设置有若干用于将混合溶液喷到电池片正面的喷管，喷管位于酸洗室二中传送辊的上方；水洗室一、水洗室二、水洗室三内均设置有用于冲洗电池片正反两面的冲洗机构，所述的除湿室内设置有用于除水的除水机构。

本发明的工作原理：电池片输入，进入酸洗室一前，通过喷水装置对电池片表面喷水并形成保护层，然后进入酸洗室一内，通过带液辊进行传送，同时带液辊将酸洗槽内的hf溶液带到电池片背面并与其反应，去除表面二氧化硅，然后进入到水洗室一的内进行水洗，去除hf溶液，然后进入到碱洗室内，通过kon溶液以及碱抛光添加剂进行反应抛光，形成塔基结构，然后进入水洗室二内，去除kon溶液，在此过程中，通过挤压辊使电池片浸没在kon溶液中，使其反应效率更好，塔基结构形状更加合理，最后电池片进入到酸洗室二内，通过喷管对电池片正面喷淋，去除表面sio2和金属离子，然后进入到水洗室三中水洗，最后进入到除湿室内通过除水机构去除表面水液体。

本发明中，带液辊位于酸洗室一内，而其余室均为传送辊，带液辊、传送辊均有传送电池片的作用。喷水装置为现有技术。碱抛光添加剂为市场上可以买到的产品。

本发明中，避免使用硝酸发，防止产生大量氧化氮产物。箱体具有进口和出口。所述的酸洗室二底部设置有水泵，水泵通过管路与喷管相连。本发明中，碱洗槽是酸洗槽的三倍长度。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，所述的带液辊上具有若干储液用的毛细孔。通过毛细孔能够更好的带液，带液更加均匀。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，所述的酸洗槽将酸洗室一分隔成反应区一与回收区一，反应区一与回收区一相连通，反应区一与回收区一之间设置有管路一，管路一上设置有恒流泵一。通过恒流泵一，一直使酸洗室一内的酸液进行流动，提高反应效率，使酸浓度保持平衡，且防止酸洗槽内酸液浓度下降过快。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，所述的回收区一内设置有加酸装置一。在反应预设电池片片数后，对回收区一内添加酸，使其内部酸浓度保持最佳范围。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，所述的碱洗槽将碱洗室分隔成反应区二与回收区二，反应区二与回收区二相互连通，反应区二与回收区二之间设置有管路二，管路二上设置有恒流泵二。通过恒流泵二，一直使碱洗室内的碱液进行流动，提高反应效率，使碱浓度保持平衡，且防止碱洗槽内碱液浓度下降过快。同时可以提高碱溶液中碱抛光液的流动性，提高抛光效果。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，所述的回收区二内设置有加碱装置。在反应预设电池片片数后，对回收区二内添加酸，使其内部碱浓度保持最佳范围。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，所述的反应区二内设置有若干加热管一。加热管用于加热碱液，提高反应效率。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，所述的挤压辊上套设有若干辅助传送筒。辅助传送筒能够将电池片挤压进入到碱溶液中，同时防止电池片被压碎。辅助传送筒能在挤压辊上晃动。辅助传送筒的利用重力即可将电池片压入到碱溶液中。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，所述的容置区内设置有加酸装置二。保持酸洗室二内酸溶液的浓度，使其保持在最佳范围。

在上述电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺中，所述的水洗室一、水洗室二、水洗室三、碱洗室、除湿室、酸洗室二的输出端均设置有除水辊。在电池片送出水洗室一、水洗室二、水洗室三、碱洗室、除湿室、酸洗室二时，通过除水管去除电池片表面液体。该除水辊能够防止碱洗室、酸洗室二液体浓度下降过快，该除水辊能够防止电池片清洗后将水带入碱洗室、酸洗室二中，使其浓度下降过快，该除水辊还能防止除湿室中水为去除干净，水被电池片带出的问题。

与现有技术相比，本发明具有以下有优点:

1、采用链式碱抛光后取消了硝酸的使用，减少了氢氟酸的使用量，降低了化学品使用和处理的成本。

2、采用碱抛光链式技术可通过碱槽和水槽加热的作用，使背面反应生产杂质和有机物清洗更为干净，可以避免链式酸抛后el下滚轮印等不良。

3、链式碱抛相较于槽式碱抛光拥有定补，药液使用寿命会是槽式碱抛的10倍以上。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明的示意图。

图3是本发明中带水辊的剖视图。

图4是本发明中挤压辊的示意图。

图5是本发明中a处的放大图。

图中，1、箱体；1a、酸洗室一；1a1、反应区一；1a2、回收区一；1b、碱洗室；1b1、反应区二；1b2、回收区二；1c、酸洗室二；1c1、容置区；1d、除湿室；1e、水洗室一；1f、水洗室二；1g、水洗室三；2、传送辊；3、带液辊；3a、毛细孔；4、酸洗槽；5、挤压辊；6、碱洗槽；7、喷管；8、恒流泵一；9、加酸装置一；10、恒流泵二；11、加碱装置；12、加热管一；13、辅助传送筒；14、加酸装置二；15、加热管二；16、除水辊；17、上喷淋管；18、下喷淋管；19、喷水装置；20、气泵；21、喷头；22、固定杆一；23、固定杆二；24、排气装置。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，电池片链式刻蚀碱背抛光加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

s1、入料：电池片送入到链式刻蚀碱背抛光装置中，链式刻蚀碱背抛光装置包括若干用以传送电池片的传送辊以及带液辊，链式刻蚀碱背抛光装置还包括酸洗室一、清洗室一、碱洗室、清洗室二、酸洗室二、清洗室二以及除水室，在电池片进入酸洗室一前，对电池片正面喷水并形成保护层；

s2、第一次酸洗：电池片进入到酸洗室一内，通过带液辊使电池片背面均匀接触15%浓度hf溶液并去除背面及边缘sio2；

s3、第一次清洗：在酸洗后电池片进入清洗室一内进行清洗；

s4、碱洗：电池片进入到碱洗室内，电池片浸没至6%浓度kon溶液中，kon溶液中添加碱抛光添加剂，kon溶液与碱抛光液体积比为245:2，控制kon溶液液温度在65±10℃，加速电池片与kon溶液反应抛光，并使电池片的背面形成塔基结构；

s5、第二次清洗：在碱洗后电池片进入清洗室二内进行清洗，水温控制在40±5℃；

s6、第二次酸洗：电池片进入到酸洗室二内，将hcl与hf混合溶液均匀喷在电池片正面，去除电池片正面sio2和金属离子，hcl与hf混合溶液由15%浓度hf溶液和4%浓度hcl溶液3:1混合而成；

s7：第三次清洗：在酸洗后电池片进入清洗室三内进行清洗；

s7、除湿：通过除湿机构对电池片正面去水；

s8、出料。

本发明中，清洗室一中采用直接连接新水管，保证水洗时水为中性，对正面氧化层毫无破坏。清洗室三使用新水，去除硅片出酸洗二后表面带有的酸，水洗后的带有弱酸的水接有溢流管道排至清洗室二，使清洗室二内的水带有弱酸性可以中和刚出碱洗硅片

本加工工艺中，采用链式碱抛光后取消了硝酸的使用，减少了氢氟酸的使用量，降低了化学品使用和处理的成本。

采用碱抛光链式技术可通过碱槽和水槽加热的作用，使背面反应生产杂质和有机物清洗更为干净，可以减少链式酸抛后el下滚轮印等不良。

在perc工艺上，碱抛光成本较酸抛光下降70%，更环保，效率更高，更低的化学成本，更高的反射率，更平坦的背面抛光效果，整体效率提升0.1-0.2%。

本发明中的碱抛光添加剂型号为bpl-100，碱抛光添加剂另一个名称为抛光优化及bpl。

具体地，步骤s2中，电池片不与hf溶液直接接触，所述的带液辊表面具有毛细孔，该细小孔用于将hf溶液带到电池片背面并与其反应。通过毛细孔能够在带液过程中更将均匀且在带液量上更加合理。

具体地，步骤s2中，每片电池片经过hf溶液反应40s，每加工500片电池片，对其酸洗室一内添加0.5l15%浓度hf溶液。

具体地，步骤s4中，每片电池片经过kon溶液反应150s，每加工2000片电池片，对其碱洗室内添加12l水以及6%浓度kon溶液。

具体地，步骤s4中，传送辊上方设置有挤压辊，挤压辊上套设有挤压滚套，挤压滚套两侧具有用于将电池片挤压进入溶液中的挤压滚部，挤压滚部的宽度为2mm。较窄的宽度能够降低挤压滚部与电池片的接触面。

具体地，步骤s4中，在碱洗过程中，通过传送辊将碱洗时产生的气泡挤掉。

具体地，步骤s6中，每片电池片经过hcl与hf混合溶液酸洗45s，每酸洗3000片电池片，对其酸洗室二内添加5l水、8l15%浓度hf溶液以及3l4%浓度hcl溶液。

具体地，在清洗室一、碱洗室、清洗室二、酸洗室以及清洗室三内设置有用于刮除电池片正面液体的除水辊。

具体地，所述的除湿机构包括气泵和若干气喷管，喷管位于传送辊上方，喷管的喷口倾斜对准传送辊，气泵通过气管与喷头相连。

本加工工艺中，碱抛光方案相对于酸抛光可以每块电池片上节约0.12元/片。

如图2-5所示，具体地，所述的链式刻蚀碱背抛光装置包括箱体1，箱体1设置有若干用于输送电池片的传送辊2以及带液辊3，箱体1的进口处设置有喷水装置19，所述的箱体1包括连通的酸洗室一1a、水洗室一1e、碱洗室1b、水洗室二1f、酸洗室二1c、水洗室三1g以及除湿室1d，所述的带液辊3位于酸洗室一1a内，带液辊3下方设置有酸洗槽4，酸洗槽4用于容置hf溶液，带液辊3与hf溶液接触，所述的碱洗室1b内设置有若干挤压辊5，挤压辊5位于传送辊2上方，所述的碱洗室1b内固定有碱洗槽6，碱洗槽6用于容置kon溶液以及碱抛光添加剂，挤压辊5用于将电池片浸没在kon溶液内，酸洗室二1c内具有用于容置hf与hcl的混合溶液的容置区1c1，酸洗室二1c内设置有若干用于将混合溶液喷到电池片正面的喷管7，喷管7位于酸洗室二1c中传送辊2的上方；水洗室一1e、水洗室二1f、水洗室三1g内均设置有用于冲洗电池片正反两面的冲洗机构，所述的除湿室1d内设置有用于除水的除水机构。

本发明的工作原理：电池片输入，进入酸洗室一1a前，通过喷水装置19对电池片表面喷水并形成保护层，然后进入酸洗室一1a内，通过带液辊3进行传送，同时带液辊3将酸洗槽4内的hf溶液带到电池片背面并与其反应，去除表面二氧化硅，然后进入到水洗室一1e的内进行水洗，去除hf溶液，然后进入到碱洗室1b内，通过kon溶液以及碱抛光添加剂进行反应抛光，形成塔基结构，然后进入水洗室二1f内，去除kon溶液，在此过程中，通过挤压辊5使电池片浸没在kon溶液中，使其反应效率更好，塔基结构形状更加合理，最后电池片进入到酸洗室二1c内，通过喷管7对电池片正面喷淋，去除表面sio2和金属离子，然后进入到水洗室三1g中水洗，最后进入到除湿室1d内通过除水机构去除表面水液体。

本发明中，带液辊3位于酸洗室一1a内，而其余室均为传送辊2，带液辊3、传送辊2均有传送电池片的作用。喷水装置19为现有技术。碱抛光添加剂为市场上可以买到的产品。

本发明中，避免使用硝酸发，防止产生大量氧化氮产物。箱体1具有进口和出口。所述的酸洗室二1c底部设置有水泵，水泵通过管路与喷管7相连。本发明中，碱洗槽6是酸洗槽4的三倍长度。

具体地，所述的带液辊3上具有若干储液用的毛细孔3a。通过毛细孔3a能够更好的带液，带液更加均匀。

具体地，所述的酸洗槽4将酸洗室一1a分隔成反应区一1a1与回收区一1a2，反应区一1a1与回收区一1a2相连通，反应区一1a1与回收区一1a2之间设置有管路一，管路一上设置有恒流泵一8。通过恒流泵一8，一直使酸洗室一1a内的酸液进行流动，提高反应效率，使酸浓度保持平衡，且防止酸洗槽4内酸液浓度下降过快。

具体地，所述的回收区一1a2内设置有加酸装置一9。在反应预设电池片片数后，对回收区一1a2内添加酸，使其内部酸浓度保持最佳范围。

具体地，所述的碱洗槽6将碱洗室1b分隔成反应区二1b1与回收区二1b2，反应区二1b1与回收区二1b2相互连通，反应区二1b1与回收区二1b2之间设置有管路二，管路二上设置有恒流泵二10。通过恒流泵二10，一直使碱洗室1b内的碱液进行流动，提高反应效率，使碱浓度保持平衡，且防止碱洗槽6内碱液浓度下降过快。同时可以提高碱溶液中碱抛光液的流动性，提高抛光效果。

具体地，所述的回收区二1b2内设置有加碱装置11。在反应预设电池片片数后，对回收区二1b2内添加酸，使其内部碱浓度保持最佳范围。

具体地，所述的反应区二1b1内设置有若干加热管一12。加热管用于加热碱液，提高反应效率。

具体地，所述的挤压辊5上套设有若干辅助传送筒13。辅助传送筒13能够将电池片挤压进入到碱溶液中，同时防止电池片被压碎。辅助传送筒13能在挤压辊5上晃动。辅助传送筒13的利用重力即可将电池片压入到碱溶液中。

具体地，所述的容置区1c1内设置有加酸装置二14。保持酸洗室二1c内酸溶液的浓度，使其保持在最佳范围。

具体地，所述的水洗室一1e、水洗室二1f、水洗室三1g、碱洗室1b、除湿室1d、酸洗室二1c的输出端均设置有除水辊16。在电池片送出水洗室一1e、水洗室二1f、水洗室三1g、碱洗室1b、除湿室1d、酸洗室二1c时，通过除水管去除电池片表面液体。该除水辊16能够防止碱洗室1b、酸洗室二1c液体浓度下降过快，该除水辊16能够防止电池片清洗后将水带入碱洗室1b、酸洗室二1c中，使其浓度下降过快，该除水辊16还能防止除湿室1d中水为去除干净，水被电池片带出的问题。

以上部件均为通用标准件或本技术领域人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。