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CN114188444B - 异质结电池tco膜的清洗方法及应用、电池片、异质结电池的制备方法 - Google Patents

异质结电池tco膜的清洗方法及应用、电池片、异质结电池的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种异质结电池TCO膜的清洗方法及应用、电池片、异质结电池的制备方法，对异质结电池在TCO制备过程中产出的不合格的电池片，通过将浓度14.00‑17.00mol/L的硝酸溶液以及浓度26.00‑29.00mol/L的氢氟酸溶液以2：1的比例配置酸洗液注入水进行稀释后，对电池片进行酸洗，然后通过水洗、热脱水以及烘干获得合格的电池片。本发明可以高效、快速清洗掉TCO膜层。并且通过本发明，可以解决异质结量产过程中清洗的交叉污染等问题。采用本发明清洗过后的电池片进行制备得到的电池对电性能基本没有影响，大大降低了企业的生产成本，真正做到了变废为宝。

Description

异质结电池TCO膜的清洗方法及应用、电池片、异质结电池的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造领域，特别涉及一种异质结电池TCO膜的清洗方法及应用、电池片、异质结电池的制备方法。
背景技术
在如今的光伏产业中，降低生产成本和提高转换效率是太阳能电池生产企业的首要任务。异质结电池因其结构对称，能够对其表面进行良好的钝化，并且制备的工艺简单、工艺温度低于250℃、具有高的转换效率等优点而备受关注。透明导电薄膜(TCO)是异质结电池生产过程中的关键工序，该薄膜具有良好的透光性、导电性、能够减少光的反射等特点。
异质结电池在TCO制备过程中因其机器自动化偏差或者异常产生掩膜偏移、TCO镀膜色差、划伤等电池片，该类型的电池片转换效率低而不能进入下一段工序进行生产，因此清洗TCO膜是本领域技术人员亟需解决的问题。
基于此，现有技术确实有待于改进。
发明内容
本发明需解决的技术问题是如何高效、快速清洗掉TCO膜层。
为了解决上述问题，本发明提供一种异质结电池TCO膜的清洗方法及应用、电池片、异质结电池的制备方法，其采用的技术方案如下：
根据本发明的第一技术方案，提供了一种晶体硅/非晶硅超异质结电池 TCO膜的清洗方法，所述方法包括以下步骤：
S1、酸洗：将浓度14.00-17.00mol/L的硝酸溶液以及浓度26.00-29.00 mol/L的氢氟酸溶液以2：1的比例配置酸洗液，控制温度在22℃-26℃，往所述酸洗液注入水进行稀释后，对电池片进行酸洗，每酸洗一定量的TCO 膜后，补充一定量的酸洗液。
S2、水洗：利用22℃-26℃的纯净水对所述步骤S1酸洗后的电池片进行水洗，以清洗掉酸洗过程中的酸和酸洗后的电池片残留的TCO膜。
S3、热脱水：利用60℃-85℃的纯净水对所述步骤S2水洗后的电池片进行清洗；通过该步骤，可使得水能够保持亲水性，并且方便下一步骤的烘干。
S4、烘干：控制温度在70℃-85℃，对所述步骤S3热脱水后的电池片进行烘干。通过该步骤，清洗完成后的电池片能够快速烘干，方便收集起来。
在其中的一个优选技术方案中，所述步骤S1中，控制酸洗清洗的时间为600s-1000s。
在其中的一个优选技术方案中，所述S2中，控制水洗时间为 100s-220s。
在其中的一个优选技术方案中，所述步骤S3中，利用60℃-85℃的纯净水对所述步骤S2水洗后的电池片进行清洗，清洗时间为100s-200s。
在其中的一个优选技术方案中，所述步骤S4中，烘干时间为 450s-600s。
在其中的一个优选技术方案中，所述步骤S1中，每酸洗一定量的 TCO膜后，补充一定量的酸洗液，包括：每清洗100片电池片后自动配液 200mL氢氟酸和400mL硝酸。
在其中的一个优选技术方案中，所述步骤S2中，在水洗过程打开鼓泡增加清洁度。
根据本发明的第二技术方案，提供了一种如上任一所述的晶体硅/非晶硅超异质结电池TCO膜的清洗方法清洗得到的电池片。
根据本发明的第三技术方案，提供了一种如上任一所述的晶体硅/非晶硅超异质结电池TCO膜的清洗方法在制备高效晶体硅非晶硅超异质结电池中的应用。
根据本发明的第四技术方案，提供了一种高效晶体硅/非晶硅超异质结电池的制备方法，包括以下步骤：
对如上任一所述的晶体硅/非晶硅超异质结电池TCO膜的清洗方法清洗得到的电池片进行制绒处理，形成金字塔绒面、去除杂质离子并且对其表面进行清洁；
通过等离子体化学气相沉积制备正背面的双本征非晶硅层及掺杂非晶硅层，其中，正背面本征非晶硅厚度为12nm，P型非晶硅厚度为16nm，N 型非晶硅厚度为22nm；
通过磁控溅射方法沉积上下TCO导电膜，厚度为80-120nm；
通过丝网印刷形成正背面银金属电极，其中，主栅宽度为0.1-2mm，主栅数目为2-20，正背面银副栅线宽度为20-70um，线数为80-250；
烧结使金属与硅之间形成良好的欧姆接触。
本发明的有益效果是：本发明可以高效、快速清洗掉TCO膜层。并且通过本发明，可以解决异质结量产过程中清洗的交叉污染等问题。采用本发明清洗过后的电池片进行制备得到的电池对电性能基本没有影响。本发明可以对异质结电池在TCO制备过程中因其机器自动化偏差或者异常产生掩膜偏移、TCO镀膜色差、划伤等的电池片进行再加工处理，大大地节约资源，降低了制造成本。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
实施例：
本发明实施例，以一次配液清洗8000—11000片TCO返工片为例，在清洗过程中，每次清洗100片TCO返工片。需要注意的是，本发明实施例所述的TCO返工片具体指的是异质结电池在TCO制备过程中因其机器自动化偏差或者异常产生掩膜偏移、TCO镀膜色差、划伤等制备出的不合格的电池片，该类型的电池片转换效率低而不能进入下一段工序进行生产。
通过如下步骤对TCO返工片进行清洗：
步骤S1、酸洗；酸洗槽中首先配20L和40L的浓度为16mol/L氢氟酸和27.45mol/L硝酸，然后再加入140L水，每清洗100片后需要自动配液 200mL和400mL氢氟酸和硝酸。该步骤温度为25℃，控制时间为700s。
步骤S2、水洗：水槽中配备温度25℃、体积200L的纯净水，该步骤的清洗时间为320s。
步骤S3、热脱水：热脱水槽配备温度80℃、体积200L的纯净水。
步骤S4、烘干：烘干槽设定温度85℃、烘干时间450s。
清洗完成的返工片厚度为140um左右，利用该电池片通过如下步骤进行正常的生产：
A、TCO返工片的电池片进行制绒处理，形成金字塔绒面、去除杂质离子并且对表面进行清洁；
B、通过等离子体化学气相沉积制备正背面的双本征非晶硅层及掺杂非晶硅层，正背面本征非晶硅厚度为12nm，P型非晶硅厚度为16nm，N型非晶硅厚度为22nm；
C、通过磁控溅射方法沉积上下TCO导电膜，厚度为80-120nm；
D、通过丝网印刷形成正背面银金属电极，主栅宽度为0.1-2mm，主栅数目为2-20，正背面银副栅线宽度为20-70um，线数为80-250；
E、烧结使金属与硅之间形成良好的欧姆接触；
F、测试电池的电性能。
对比例：
A、对N型厚度为170um进行制绒处理，形成金字塔绒面、去除杂质离子并且对表面进行清洁；
B、通过等离子体化学气相沉积制备正背面的双本征非晶硅层及掺杂非晶硅层，正背面本征非晶硅厚度为12nm，P型非晶硅厚度为16nm，N型非晶硅厚度为22nm；
C、通过磁控溅射方法沉积上下TCO导电膜，厚度为80-120nm；
D、通过丝网印刷形成正背面银金属电极，主栅宽度为0.1-2mm，主栅数目为2-20，正背面银副栅线宽度为20-70um，线数为80-250；
E、烧结使金属与硅之间形成良好的欧姆接触；
F、测试电池的电性能。
表1示出了根据本发明实施例以及本发明对比例制备出的电池电性能对比表。如下表1所示，可以看出：通过本发明实施例制备出的电池，其效率、电流和填充因子分别提高0.01％、0.03和0.01％，和通过合格的电池片制备出的电池基本上无差异；主要差异表现在其电压可以提高20mV，并联电阻降低200Ω。
表1.电性能对比表
综上所述，本发明可以对异质结电池在TCO制备过程中因其机器自动化偏差或者异常产生掩膜偏移、TCO镀膜色差、划伤等的电池片进行再加工处理，大大地节约资源，降低了制造成本，真正的做到变废为宝。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种晶体硅/非晶硅超异质结电池TCO膜的清洗方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、酸洗：将浓度14.00-17.00mol/L的硝酸溶液以及浓度26.00-29.00mol/L的氢氟酸溶液以2：1的比例配置酸洗液，控制温度在22℃-26℃，往所述酸洗液注入水进行稀释后，对电池片进行酸洗，每酸洗一定量的TCO膜后，补充一定量的酸洗液；
S2、水洗：利用22℃-26℃的纯净水对所述步骤S1酸洗后的电池片进行水洗，以清洗掉酸洗过程中的酸和酸洗后的电池片残留的TCO膜；
S3、热脱水：利用60℃-85℃的纯净水对所述步骤S2水洗后的电池片进行清洗；
S4、烘干：控制温度在70℃-85℃，对所述步骤S3热脱水后的电池片进行烘干。
2.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤S1中，控制酸洗清洗的时间为600s-1000s。
3.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述S2中，控制水洗时间为100s-220s。
4.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤S3中，利用60℃-85℃的纯净水对所述步骤S2水洗后的电池片进行清洗，清洗时间为100s-200s。
5.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤S4中，烘干时间为450s-600s。
6.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤S1中，每酸洗一定量的TCO膜后，补充一定量的酸洗液，包括：
每清洗100片电池片后自动配液200mL氢氟酸和400mL硝酸。
7.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤S2中，在水洗过程打开鼓泡增加清洁度。
8.如权利要求1-7任一项所述的晶体硅/非晶硅超异质结电池TCO膜的清洗方法清洗得到的电池片。
9.如权利要求1-7任一项所述的晶体硅/非晶硅超异质结电池TCO膜的清洗方法在制备高效晶体硅非晶硅超异质结电池中的应用。
10.一种高效晶体硅/非晶硅超异质结电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对如权利要求1-7任一项所述的晶体硅/非晶硅超异质结电池TCO膜的清洗方法清洗得到的电池片进行制绒处理，形成金字塔绒面、去除杂质离子并且对其表面进行清洁；
通过等离子体化学气相沉积制备正背面的双本征非晶硅层及掺杂非晶硅层，其中，正背面本征非晶硅厚度为12nm，P型非晶硅厚度为16nm，N型非晶硅厚度为22nm；
通过磁控溅射方法沉积上下TCO导电膜，厚度为80-120nm；
通过丝网印刷形成正背面银金属电极，其中，主栅宽度为0.1-2mm，主栅数目为2-20，正背面银副栅线宽度为20-70um，线数为80-250；
烧结使金属与硅之间形成良好的欧姆接触。
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