一种不合格成品电池片的还原工艺的制作方法

文档序号:20836242发布日期:2020-05-22 16:54阅读:386来源:国知局

本发明涉及太阳能电池的制造和应用领域,尤其是一种不合格成品电池片的还原工艺。



背景技术:

随着工业社会的不断发展,人类对能源的需求量与日俱增,能源短缺已经成为阻碍经济发展与世界和平的关键因素。太阳能因其清洁、储量大,分布广泛等优点备受关注,以太阳能电池为核心的光伏产业直接将太阳能转化成电能,是目前公认的“绿色能源”。

光伏产业发展的核心问题就是如何制作出低成本、高效率的太阳能电池。太阳能光伏电池主要是以半导体材料为基础,其中perc电池是直接实现光电转换的装置,但是正常生产作业中,成品合格率始终无法达到100%,会产生降级片,此时如果下传会影响生产效率与良率,此部分不合格产品多以低廉的价格处理掉,致使进一步造成资源的浪费,制作成本的日益增加。



技术实现要素:

鉴于以上现状,本发明提供一种不合格成品电池片的还原工艺,尤其针对perc电池的还原工艺,通过本发明工艺可以非常简便的回收到perc电池片正反面的贵金属电极,同时还可以将这些低效、降级、报废的电池片还原成原始硅片,重新开始常规的电池工艺流程制作成合格电池片,极大的节省了成本的开销和资源的浪费。

具体技术方案如下:

一种不合格成品电池片的还原工艺,其特征在于,所述还原工艺包括以下步骤:

s1、去除电池硅片铝背场:配置酸溶液并加热,选取成品电池硅片放入酸溶液中,至电池硅片上的铝粉完全反应脱落后取出,纯水漂洗;

s2、去除电池硅片背面铝硅合金层:配置碱溶液并加热,将s1步骤处理后的电池硅片放入碱溶液中进行表面腐蚀,至电池硅片正、背电极反应脱落后取出,用纯水和双氧水漂洗;

s3、去除正面sinx膜与背面钝化膜:配置混合酸溶液并加热,将s2步骤处理后的电池硅片放入混合酸溶液中,至电池硅片正面sinx膜及背面钝化膜完全反应去除干净后取出;

s4、hcl二次清洗:配置酸溶液并加热,将s3步骤处理后的电池硅片放入酸溶液中,反应去除电池片表面的金属离子;

s5、洗净、烘干:将s4步骤处理后的电池硅片放入纯水中,添加双氧水漂洗,干净后取出烘干。

进一步,步骤s1中的酸溶液是纯水与hcl配置成的浓度为20%的hcl溶液,加热至70℃,反应时间为200s。

进一步,步骤s2中的碱溶液是纯水与naoh配置成的浓度为35%的naoh溶液,加热至85℃,反应时间为130s。

进一步,步骤s2中的腐蚀量为0.4g。

进一步,步骤s3中的混合酸溶液为水、hf与hcl配置成的混合溶液,其中hf的浓度为8%,hcl的浓度为3%,加热至70℃,反应时间为400s。

进一步,步骤s4中的酸溶液是纯水与hcl配置成的浓度为1%的盐酸溶液,加热至45℃,反应时间为80s。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中进一步给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

与常规电池返工工艺不同,perc电池在电池的背表面沉积alo(氧化铝)+sinx(氮化硅)作为减反射膜,常规电池的清洗还原配方并不能将之清洗干净,究其原因,若是单纯采用传统清洗还原方法,硅片背表面的alo(氧化铝)膜层并不能完全清洗干净,此时若是重新制绒,会形成复合中心,影响电池性能。

本发明针对以上情况提供一种不合格成品电池片的还原工艺,包括以下步骤:

s1、去除电池硅片铝背场:配置酸溶液并加热,选取成品电池硅片放入酸溶液中,至电池硅片上的铝粉完全反应脱落后取出,纯水漂洗;其中具体为将纯水配入盐酸制成浓度为20%的hcl溶液,将hcl溶液加热至70℃,将电池片放入hcl溶液中反应200s,至电池硅片上的铝粉完全脱落后取出,用纯水将电池片漂洗干净。

s2、去除电池硅片背面铝硅合金层:配置碱溶液并加热,将s1步骤处理后的电池硅片放入碱溶液中进行表面腐蚀,至电池硅片正、背电极反应脱落后取出,用纯水和双氧水漂洗;其中具体为将纯水配入naoh制成浓度为35%的naoh溶液,将naoh溶液加热至85℃,将电池片放入naoh溶液中反应130s后取出,用纯水加少量双氧水将电池漂洗干净,由于naoh溶液与ag不会发生反应,naoh溶液能从电极边缘渗透与硅发生有效反应使正、反面电极整体腐蚀脱落,naoh与硅腐蚀的腐蚀量以0.4g为最佳,naoh与硅反应的化学反应式为:si+2naoh+2h2o====na2sio3+2h2↑,该过程在去除硅片铝硅合金的同时还方便实现脱落贵金属的再回收。

需要说明的是,由于perc电池有别于常规电池工艺,perc电池在背面钝化介质膜局部区域利用激光烧蚀方式局部开膜,使铝浆与硅片物理填充性能达到最优来实现良好的电接触,因此就提升了还原工艺的复杂度。目前所使用激光烧蚀方式,激光烧蚀深度为0.6-0.8um,所以本实施例中化学腐蚀的腐蚀量达到0.4g时,即方便对贵金属电极的收集,又能保证激光烧蚀区域的铝硅合金层被完全去除。

s3、去除正面sinx膜与背面钝化膜:配置混合酸溶液并加热,将s2步骤处理后的电池硅片放入混合酸溶液中,至电池硅片正面sinx膜及背面钝化膜完全反应去除干净后取出;其中的混合酸溶液为水、hf与hcl配置成的混合溶液,hf的浓度为8%,hcl的浓度为3%,将混合酸溶液加热至70℃,反应400s,即可将电池硅片正面sinx膜及背面钝化膜完全反应去除干净。

s4、hcl二次清洗:配置酸溶液并加热,将s3步骤处理后的电池硅片放入酸溶液中,反应去除电池片表面的金属离子;其中的酸溶液是纯水与hcl配置成的浓度为1%的盐酸溶液,将酸溶液加热至45℃,反应时间80s,盐酸中的cl-有携带金属离子的能力,可以去除电池片表面的金属离子,减少硅片表面金属杂质造成的缺陷达到降低srh复合的目的。

s5、洗净、烘干:将s4步骤处理后的电池硅片放入纯水中,添加双氧水漂洗,干净后取出烘干。

在本实施例中,浓度为8%氢氟酸溶液可去除成品电池片的sinx膜,氢氟酸和盐酸混合液可去除背面perc钝化膜,若电池硅片背面未镀氧化铝膜则无需加盐酸,再用盐酸溶液对成品电池片进行二次清洗,去除表面金属离子达到还原硅片回收贵金属目的。本实施例通过一系列化学腐蚀的手段,非常简便的回收到电池正反面的贵金属电极,同时将这些低效、降级、报废的电池片还原成原始硅片,之后再经过制绒——扩散——去psg——碱抛光——热氧化退火——pecvd镀减反射膜——镀钝化膜——在钝化膜表面使用激光开槽——印刷烧结——测试分选等步骤,将还原后的硅片重新加工为合格电池片,极大的节省了成本的开销和资源的浪费。

本领域的技术人员应理解,上述描述的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

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