[發明專利]硅片的預處理方法及疊焊太陽能組件的制備方法

有效

• 申請號: 202010723818.1
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111834211B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 白楊;王路闖;陶武松;郭志球
• 申請（專利權）人: 浙江晶科能源有限公司;晶科能源股份有限公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L31/18
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

本發明屬于光伏技術領域，提供了一種硅片的預處理方法及疊焊太陽能組件的制備方法，包括：采用激光束對硅片待裂片部位的內部快速加熱，采用流體束對硅片待裂片部位的表面快速冷卻，使硅片在壓應力和拉應力的作用下發生裂片，對硅片的至少一部分表面進行等離子體刻蝕。本發明的方法將應力裂片和等離子體刻蝕聯合應用于硅片的預處理中，可顯著改善對硅片的切割損傷，使硅片斷面均勻，無毛刺或裂紋，硅片的破片率明顯下降，并顯著減少疊焊太陽能組件的紋路隱裂數量。

技術領域

本發明屬于光伏技術領域，特別涉及一種硅片的預處理方法及疊焊太陽能組件的制備方法。

背景技術

作為一種新的電池焊接工藝，疊焊技術在傳統焊帶焊接工藝的基礎上實現電池片的疊加，縮小電池片間距，最大化利用面積，從而實現高能量密度。

在疊焊太陽能組件的制備過程中，硅片分選結束后需要對硅片進行切割預處理，然后使用柔性焊帶及定制工裝，基于焊接技術，將硅片相互搭接焊接。其中，傳統的硅片切割方式是：利用具有高能量密度的脈沖激光在硅片上劃出一條溝槽，隨后用機械方式將其掰開。對采用傳統方式切割的硅片斷面采用掃描電子顯微鏡觀察，發現斷面極不均勻，呈明顯的波浪狀，具有較多毛刺與裂紋，這是因為激光熱度使電池切割截面產生了化學變化，出現了熔融現象，對硅片造成了嚴重的切割損傷。由于激光切割與機械掰片的交接點有應力，而硅片切割部位又位于焊帶壓延位置，因此切割過程中造成的硅片損傷最終影響到疊焊太陽能組件的質量，疊焊太陽能組件在層壓后出現較多紋路隱裂。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種硅片的預處理方法及疊焊太陽能組件的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明的第一方面提供了一種硅片的預處理方法，依次包括：采用激光束對硅片待裂片部位的內部快速加熱，以使所述硅片待裂片部位的內部膨脹形成壓應力；采用流體束對硅片待裂片部位的表面快速冷卻，以使所述硅片待裂片部位的表面收縮形成拉應力；所述硅片在所述壓應力和所述拉應力的作用下發生裂片；將硅片的至少一部分表面暴露于等離子體中，對所述硅片的至少一部分表面進行等離子體刻蝕，其中，所述硅片的至少一部分表面包括硅片發生裂片部位的表面。

相對于現有技術而言，本發明至少具有如下有益效果：

本發明將應力裂片和等離子體刻蝕聯合應用于硅片的預處理中。首先，采用激光束對硅片待裂片部位的內部快速加熱，使硅片待裂片部位的內部膨脹形成壓應力；采用流體束對硅片待裂片部位的表面快速冷卻，使硅片待裂片部位的表面收縮形成拉應力；由于脆性材料抗壓剛度遠大于抗拉強度，當拉應力達到硅片的斷裂強度時，硅片就會發生自然斷裂，裂紋會隨著激光及冷卻移動軌道穩定擴展。本發明的方法避免了傳統的“激光切割結合機械裂片”過程中對硅片的熱力損傷和機械損傷，有效改善硅片斷面的質量，同時也降低裂片過程中的破片率。其次，在使硅片發生應力裂片之后，對硅片進行等離子體刻蝕，去除硅片表面的擴散層以及裂片部位表面的輕微裂紋或粉塵，進一步改善了硅片的表面性質。

本發明的第二方面還提供了一種疊焊太陽能組件的制備方法，該方法包括：根據本發明第一方面所述的方法對硅片進行預處理，將預處理后的硅片采用疊焊技術制備成太陽能組件。采用本發明第二方面所提供的方法制備的太陽能組件，紋路隱裂問題得到顯著改善。

優選地，在本發明所提供的硅片的預處理方法中，所述采用激光束對硅片待裂片部位的內部快速加熱的步驟依次包括：采用波長為320～400nm、功率為3～5W的紫外激光束對所述硅片待裂片部位的內部快速加熱；采用波長為1060～1100nm、功率為100～150W的紅外激光束對所述硅片待裂片部位的內部快速加熱。

優選地，在本發明所提供的硅片的預處理方法中，所述硅片待裂片部位的內部與所述硅片待裂片部位的表面之間的距離為1～3mm。在該距離范圍內，應力裂片的成功率和裂片效果最好。