CN110491971A - 一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，在制绒之前，包括对硅片进行氧化和第一次酸洗处理，所述氧化是对上料后的所述硅片的表面进行氧化形成一层氧化层；所述第一次酸洗是对所述氧化层进行酸洗以去除所述氧化层及贴敷于所述氧化层上的油污。本发明制绒工艺，尤其适用于尺寸为160‑260mm方形硅片，通过提前将硅片表面的金属杂质进行氧化形成一种易于去除的氧化层，再经第一次酸洗后对该氧化层进行络合，形成一种可溶于水的络合物，进而可有效去除贴敷于该氧化层的油污，提高硅片表面洁净度，为后续制备绒面提供良好的表面基础，再依次经预处理、制绒、后处理、第二次酸洗和烘干后，可获得表面结构微小且均匀的硅片，使电池电性能提高0.01‑0.03％。
Description
技术领域
本发明属于晶硅太阳能电池片制作技术领域，尤其是涉及一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺。
背景技术
太阳能光伏电池制绒工艺就是利用碱腐蚀去除硅片表面的机械损伤层，并形成金字塔状的绒面，降低光在硅片表面的反射，并提高硅片对光的吸收，进而增加太阳能电池的光电转化效率。随着光伏市场发展，对太阳能电池组件既要降低生产成本的同时还需满足高功率与高转化率的要求，故目前叠瓦电池所用小尺寸硅片因其有效面积小、电池转换功率低而被逐渐淘汰。现有工艺是直接对硅片进行预处理之后就制绒、后处理、酸洗和烘干，叠瓦电池硅片尺寸的增大导致硅片在切割过程中会出现更多的金属杂质和油污，按照现有的制绒工艺无法完全去除大尺寸硅片表面上残留的杂质，制绒后硅片表面容易出现脏污或斑点，严重影响电池的导电性，导致电池片转换效率低，组件功率低，无法保证产品质量。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，尤其是适用于尺寸为160-260mm方形硅片的制绒，解决了现有技术中制绒过程中硅片表面油污和金属杂质去除不干净而导致电池电性能低的技术问题，提高硅片表面洁净度。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，在制绒之前，包括对硅片进行氧化和第一次酸洗处理，所述氧化是对上料后的所述硅片的表面进行氧化形成一层氧化层；所述第一次酸洗是对所述氧化层进行酸洗以去除所述氧化层及贴敷于所述氧化层上的油污。
进一步的，所述氧化的药液包括臭氧和氢氧化钠，所述臭氧的补液量为5-25L/h，所述氢氧化钠的溶液比为3-4％。
进一步的，所述氧化的温度为40-80℃，时间为1-5min。
进一步的，所述第一次酸洗所用药液为溶液比为10-15％的氢氟酸，所述第一次酸洗温度为常温，酸洗时间为1-5min。
进一步的，在所述氧化和所述第一次酸洗的最后一步均设有水洗槽。
进一步的，所述制绒是在氢氧化钠药液中进行，还添加若干添加剂，所述氢氧化钠溶液比为4-4.5％，所述添加剂的溶液比为0.6-1％。
进一步的，所述制绒温度为60-100℃，时间为3.5-9.5min。
进一步的，所述制绒前后分别设有预处理和后处理，所述预处理置于所述第一次酸洗之后，所述预处理包括粗抛和预清洗；所述后处理包括后清洗；所述粗抛药液为溶液比为4-4.5％的氢氧化钠；所述预清洗所述后清洗药液均为双氧水和氢氧化钠，所述双氧水与所述氢氧化钠的溶液比分别为4-7％和0.2-0.5％。
进一步的，在所述后处理之后依次设有第二次酸洗和烘干，所述第二次酸洗药液为氢氟酸和盐酸的混合液，所述氢氟酸溶液比为10-15％，所述盐酸溶液比为10-15％；所述烘干为先热水满提拉再高温烘干，所述烘干温度为60-100℃。
进一步的，在所述预处理、所述制绒和所述后处理和所述第二次酸洗的最后一步均设有所述水洗槽，所述水洗槽溶液为纯水，水洗时间为0.5-3.5min。
采用本发明设计的制绒工艺，尤其是适用于尺寸为160-260mm方形硅片的制绒，通过提前将硅片表面的金属杂质进行氧化形成一种易于去除的氧化层，再经第一次酸洗后对该氧化层进行络合，形成一种可溶于水的络合物，进而可有效去除贴敷于该氧化层的油污，提高硅片表面洁净度，为后续制备绒面提供良好的表面基础。而后再依次经预处理、制绒、后处理、第二次酸洗和烘干后，可获得表面结构微小且均匀的硅片，使电池导电性能提高0.01-0.03％。
附图说明
图1是本发明一实施例的一种大尺寸叠瓦电池制绒设备的结构示意图；
图2是本发明一实施例的一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺的流程图；
图3是本发明实施例一中制绒得到的硅片绒面的微观图(3000倍)；
图4是本发明实施例二中制绒得到的硅片绒面的微观图(3000倍)；
图5是本发明实施例三中制绒得到的硅片绒面的微观图(3000倍)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明一实施例中提出一种大尺寸叠瓦电池制绒设备，如图1所示，依次包括氧化单元、第一次酸洗单元、预处理单元、制绒单元、后处理单元、第二次酸洗单元和烘干单元，且在氧化单元、第一酸洗单元、预处理单元、制绒单元、后处理单元和第二次酸洗单元后均各设有一个独立的水洗槽。
具体地，氧化单元依次包括1#的上料槽、2#的氧化槽和3#水洗槽，1#上料槽中设置的有纯水，先对进入1#上料槽中的硅片进行常温清洗，1#上料槽为鼓泡清洗，目的是清洗先去除硅片外表面上的大颗粒杂质及硅粉粉尘。从1#上料槽中出来的硅片进入2#氧化槽中，2#氧化槽中放置的是氢氧化钠和水的混合药液，同时向2#氧化槽中通臭氧气体，臭氧可与硅片上双侧面上最外层的硅反应生成一层二氧化硅氧化层，而二氧化硅氧化层在遇到氢氟酸时会生成一种溶于水的络合物H2SiF6。现有技术中，常用双氧水来氧化硅，但双氧水易挥发，其与硅的反应不容易掌控，氧化时需要一直监测槽中双氧水溶液的浓度，防止过度挥发，导致硅片氧化不足；而且双氧水使用后直接排放会污染环境，不易回收。采用臭氧可控制其流量，与双氧水相比，臭氧与硅的反应速度速度较缓，且可充分氧化；同时臭氧比双氧水的生产成本低，而且还环保，故优选臭氧氧化替代双氧水。在氧化过程中，需定期补充臭氧量，以保证硅片表面氧化充分，使硅片表面氧化效果一致，臭氧的补液量为5-25L/h。在2#氧化槽中的药液中，氢氧化钠药液用于去除硅片表面上的金属杂质，氢氧化钠的溶液比为3-4％，其余为纯水；氧化温度为40-80℃，氧化时间为1-5min。随着硅片尺寸的变大，在制绒过程中，各步骤中所需药液的整体容量和各成分的配液比也相应提高，以保证硅片的制绒效果。在本实施例中，每生产400-600框硅片后进行轮换一次补充药液，其中每筐储存硅片200-400片，后续每筐承装硅片数量相同，不再重复。为保证槽中的药液浓度的一致性，保证氧化质量的效果，每轮氢氧化钠的补液量为0.05-0.15L。氧化单元是先通过臭氧气体将硅片双层外表面的硅进行氧化形成一层易于被去除的二氧化硅氧化层，同时贴敷在该氧化层上的其它表面杂质或油污，会一同被后续的酸洗清洗掉，这样不仅加速了硅片表面金属杂质的清洗，而且还可最大程度地保证硅片表面的清洁度，为后续制绒提前奠定洁净的平面基础。
在2#氧化槽之后设有3#水洗槽，3#水洗槽内存放的为纯水液，清洗时间为0.5-3.5min，定期不间断地向3#水洗槽内蓄水补充，目的是去除氧化后硅片表面上的药液，同时还可清洗硅片表面上的金属杂质和油污。
进一步的，第一次酸洗单元包括4#酸洗槽和5#水洗槽，药液为氢氟酸和纯水的混合溶液，其中氢氟酸的配置溶液比为10-15％，第一次酸洗单元是在常温下进行，酸洗时间为1-5min。在这一过程中，氢氟酸可与硅片表面氧化层二氧化硅进行络合反应，具体反应公式：
6HF+SiO2＝H2SiF6+2H2O
H2SiF6是一种易于溶于水的络合物，经4#酸洗槽酸洗后，可完全去除氧化层二氧化硅以及贴敷在二氧化硅氧化层上的油污，可提高硅片表面洁净度，为后续制备绒面提供良好的表面基础。在这一单元中，为保证4#酸洗槽药液中氢氟酸浓度的一致性，每生产400-600框硅片后进行轮换一次补充药液，每轮氢氟酸的补液量为0.3-0.7L，即可无需使用其它酸液就可以完成氧化层的去除。酸洗后的硅片需再进入5#水洗槽进行水洗，以去除硅片表面的酸洗药液，同时也可去除硅片表面残留的金属杂质和油污，进一步保证硅片表面的清洁。
现有技术中常用硝酸和氢氟酸的混合溶液直接对上料后的硅片表面进行酸洗，因硅和硝酸及氢氟酸不单独发生反应，但是当硅与硝酸和氢氟酸同时相处时，反应剧烈，腐蚀速度较快，腐蚀效果不好把控，而且这两种酸的配比不好调控，直接混合所获得的清洗效果不好，也不能完全清除油污和金属杂质。而本申请对硅片表面的金属杂质和油污是分步骤去除，先用不常用的臭氧气体在硅片表面形成一层氧化层二氧化硅，再用水洗把氧化层上的药液清洗干净，再用氢氟酸对二氧化硅进行反应，形成一种易于溶于水的络合物H2SiF6，进而使硅片表面的氧化层和贴敷在氧化层表面的油污被一通去除，随水排出；而且在氧化和第一次酸洗后均再通过独立设置的5#水洗槽进行单独清洗，完全可清除硅片表面上残留的金属杂质和油污，硅片表面的清洁效果更好，更有利于后续制绒。用型号为M-2000Ⅴ的光谱式椭偏仪，测试出硅片表面中二氧化硅层深度为1-2um，即经第一次酸洗后的单层减薄深度为1-2um，完全可控，符合要求。
预处理单元包括6#粗抛槽、7#的预清洗槽和8#水洗槽，在6#粗抛槽中放置氢氧化钠与纯水的混合药液，目的是去除硅片表面的切割损伤层，腐蚀减薄后形成一个双面平整的表面，有利于后续制备绒面；同时还可去除硅片表面上残留的少量的金属离子和有机物。在这一单元中，6#粗抛槽中的药液为溶液比为4-4.5％的氢氧化钠，粗抛温度60-100℃，经1-5min后，即可完成硅片的粗抛，去除硅片表面的损伤层。为保证粗抛效果，每生产400-600框硅片后进行轮换一次补充药液，每轮氢氧化钠的补液量为0.4-1.2L。7#预清洗槽中的药液为双氧水和氢氧化钠的混合溶液，双氧水与氢氧化钠的溶液比分别为4-7％和0.2-0.5％，清洗温度为40-80℃，清洗时间1-5min。碱性溶液提前对硅片上的金属离子和有机物进行清洗，保证进入9#制绒槽硅片的清洁度，为保证7#预清洗槽中药液浓度的稳定性，每生产400-600框硅片后进行轮换一次补充药液，每轮双氧水和氢氧化钠的补液量分别为0.5-1.5L和0.05-0.15L。预清洗完毕后进入8#水洗槽内清洗硅片表面上的药液。因6#粗抛槽与7#预清洗槽均含有碱，所以无需在6#粗抛槽后设置水洗槽清洗，仅需在7#预清洗槽后设置8#水洗槽即可。
制绒单元包括9#制绒槽和10#水洗槽，9#制绒槽内放置的是氢氧化钠、部分添加剂和水的混合药液，其中，氢氧化钠溶液比为4-4.5％，添加剂包括水、乙酸钠、消泡剂和表面活性剂，添加剂的溶液比为0.6-1％，硅片在制绒温度为60-100℃内制绒3.5-9.5min后，就可在硅片表面腐蚀形成若干密布的凹凸型的表面组织结构。选用溶液比为4-4.5％的氢氧化钠，可对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，进而可在硅片表面形成一微小、均匀且布满整个硅面的金字塔状绒面，增加了太阳光在电池片表面的折射次数，提高电池片对光的吸收并减少反射，进而可提高短路电流，最终提高电池的光电转化效率。制绒效果主要与制绒温度、药液浓度的均匀性和药液的流动性有关。在本实施例中，优选地，制绒温度在70-90℃内可保证药液的流动性，同时需及时补充药液，具体地，因制绒时制绒时间较长且要求制绒药液的配液比较高，制绒时间长会稀释药液的浓度，影响其配液比，故需在每生产200-300框硅片后进行轮换一次补充药液，以保证药液浓度的一致性和均匀性，每轮氢氧化钠的补液量为0.5-1.5L，添加剂的补液量为0.05-0.15L。制绒后的硅片再进入10#水洗槽内清洗，去除硅片表面上的碱性药液。
后处理单元包括11#的后清洗槽和12#的水洗槽，11#的后清洗槽放置的药液是双氧水和氢氧化钠的混合溶液，双氧水与氢氧化钠的溶液比分别为4-7％和0.2-0.5％，清洗温度为40-80℃，清洗时间1-5min。碱性溶液是去除硅片表面残留的添加剂和有机物，后清洗完毕后再进入12#水洗槽内清洗硅片表面上的药液，提高硅片表面的清洁度。为保证11#后清洗槽中药液浓度的稳定性，每生产400-600框硅片后进行轮换一次补充药液，每轮双氧水和氢氧化钠的补液量分别为0.5-1.5L和0.05-0.15L。
第二次酸洗单元包括13#的酸洗槽和14#的水洗槽，13#酸洗槽放置的是氢氟酸与盐酸的混合溶液，其中，氢氟酸的溶液比为10-15％，盐酸的溶液比为10-15％。氢氟酸可去除硅表面上的氧化层，盐酸可去除硅片表面残留的金属杂质，而且盐酸具有酸和络合剂的双重作用，盐酸中的氯离子可溶解硅片表面沾污的其它金属离子。在第二次酸洗过程中，是在常温下进行酸洗，酸洗时间是1-5min，为保证槽内酸洗药液的稳定，每生产400-600框硅片后进行轮换一次补充药液，每轮氢氟酸补液量为0.3-0.9L，盐酸的补液量为：0.3-0.9L。酸洗的目的是去除硅片表面的二氧化硅和金属离子，形成疏水性较好的绒面。酸洗后再经14#水洗槽清洗，去除硅片表面的药液。
烘干单元包括15#的满提拉槽、16#的烘干槽和17#的下料槽，15#满提拉槽内放置的是热水，温度为50-90℃，优选地，温度为70-90℃，清洗时间是0.5-3.5min，目的是清洗硅片表面，并减少表面的水迹，有利于后续烘干处理。硅片经满提拉后再进如16#烘干槽，烘干温度为60-100℃，优选地，温度为70-90℃，烘干时间为4-8min，用热风吹干硅片表面的水，保证硅片表面的洁净度。
在本实施例中，3#水洗槽、5#水洗槽、8#水洗槽、10#水洗槽、12#水洗槽和14#水洗槽均为常温下的纯水，清洗时间为0.5-3.5min。
本发明通过提前将硅片表面的金属杂质进行氧化形成一种易于去除的氧化层，再经第一次酸洗后对该氧化层进行络合，形成一种可溶于水的络合物，进而可有效去除贴敷于该氧化层的油污，提高硅片表面洁净度，为后续制备绒面提供良好的表面基础，有利于硅片电池面的微结构更加均匀，经第一次酸洗后的硅片表面二氧化硅层深度即单面减薄深度为1-2um，完全可控。同时第一次酸洗后，再依次进行预处理、制绒、后处理、第二次酸洗和烘干后，可获得单片减薄总重量为0.45-1.45g且微结构均匀的硅片，使电池导电性能提高了0.01-0.03％。
实施例一：
尺寸为160mm的叠瓦电池制绒工艺，具体包括：
S1：氧化
硅片从1#上料槽进入2#氧化槽内，同步通入臭氧气体，并提前设置2#氧化槽的药液，即4L的氢氧化钠和220L的水的混合液，氧化温度是60℃，氧化时间3min。在氧化过程中，每生产500框后轮换一次补液，每筐承装硅片200片，后续每筐承装硅片数量相同，不再重复；臭氧的补液量是10L/h，氢氧化钠的补液量是0.1L。氧化后的硅片再进入3#水洗槽内清洗2min。
S2：第一次酸洗
硅片从3#水洗槽进入4#酸洗槽中进行酸洗，其中，4#酸洗槽内的药液由40L的氢氟酸和260L的水混合而成，在常温下酸洗3min。在第一次酸洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，氢氟酸的补液量为0.5L。酸洗后再进入5#水洗槽中进行清洗，清洗时间为2min。
S3：预处理
硅片从5#水洗槽中进入6#粗抛槽中进行腐蚀，6#粗抛槽内的药液由7L的氢氧化钠和220L的水混合形成，在温度为80℃内粗抛腐蚀3min。在粗抛过程中，每生产500框后轮换一次补液，氢氧化钠的补液量为0.5L。然后进入7#预清洗槽中清洗，7#预清洗槽内的药液由4L的氢氧化钠、12L的双氧水和220L的水混合而成，在温度为60℃内清洗2min。在预清洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，双氧水的补液量为1L，氢氧化钠的补液量为0.1L。再进入8#水洗槽进行清洗，清洗时间为2min。
S4：制绒
硅片从8#水洗槽进入9#制绒槽中进行制绒，9#制绒槽的药液由10L氢氧化钠、2L的添加剂和230L的水混合而成，在温度为80℃内制绒6.5min。在制绒过程中，每生产250框后轮换一次补液，氢氧化钠的补液量为0.8L，添加剂的补液量为0.1L。然后再进入10#水洗槽内清洗，清洗时间为2min。
S5：后处理
硅片从10#水洗槽进入11#后清洗槽内清洗，11#后清洗槽中的药液由12L的双氧水、4L的氢氧化钠和220L的水混合形成，在温度为60℃的条件下清洗1.5min。在后清洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，双氧水的补液量为1L，氢氧化钠的补液量为0.1L。然后再进入12#水洗槽内清洗，清洗时间为2min。
S6：第二次酸洗
硅片从12#水洗槽内进入13#酸洗槽内进行酸洗，13#酸洗槽中的药液由20L氢氟酸、20L盐酸和130L水混合形成，在常温下进行酸洗3min。在第二次酸洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，氢氟酸的补液量为0.3L，盐酸的补液量为0.3L。再进入14#水洗槽内清洗2min。
S7：烘干
硅片从14#水洗槽中进入15#满提拉槽中清洗，15#满提拉槽中热水温度为70℃，清洗2min；再进入16#烘干槽进行烘干，在80℃的温度下烘干6min；再进入17#下料槽出来。
对制绒后的硅片进行性能参数和外观进行检验。在电子天平仪上测试制绒前后硅片重量，并计算出其双面减薄重量，电子天平以型号为FA124；并用D8反射率测试仪对制绒后的硅片进行反射率检测，如下相同。如表1所示，本实施例中获得的硅片双面减薄重量与中心点反射率与标准要求相比，本实施例一的硅片双面减薄重量为0.53g，中心点反射率为：7.8％，均小于标准要求。表2是用本实施例的制绒硅片与用现有技术制绒硅片的电参数做的对比，可知根据本制绒工艺做的160mm的硅片比常规工艺做160mm的硅片的转化效率提高了0.03％。制绒后的硅片在3000倍的扫描电镜下的微观形貌，如图2所示，可以看出，硅片表面形成一层结构微小、均匀且布满整个硅面的绒面，且硅片外观完整，无明显色差、脏污、斑点或破裂。均匀凸凹一致的绒面可增加光在太阳电池片表面的折射次数，有利于电池片对光的吸收，提高减少光的反射率，提高短路电流，最终提高电池的光电转换效率。
表1实施例一测试结果与标准要求对比
表2实施例一与现有技术的电参数对比
实施例二：
尺寸为200mm的叠瓦电池制绒工艺，具体包括：
S1：氧化
硅片从1#上料槽进入2#氧化槽内，同步通入臭氧气体，并提前设置2#氧化槽的药液，即6L的氢氧化钠和240L的水的混合液，氧化温度是60℃，氧化时间3min。在氧化过程中，每生产500框后轮换一次补液，臭氧的补液量是15L/h，氢氧化钠的补液量是0.15L。氧化后的硅片再进入3#水洗槽内清洗2min。
S2：第一次酸洗
硅片从3#水洗槽进入4#酸洗槽中进行酸洗，其中，4#酸洗槽内的药液由50L的氢氟酸和280L的水混合而成，在常温下酸洗3min。在第一次酸洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，氢氟酸的补液量为0.8L。酸洗后再进入5#水洗槽中进行清洗，清洗时间为2min。
S3：预处理
硅片从5#水洗槽中进入6#粗抛槽中进行腐蚀，6#粗抛槽内的药液由9L的氢氧化钠和240L的水混合形成，在温度为80℃内粗抛腐蚀3min。在粗抛过程中，每生产500框后轮换一次补液，氢氧化钠的补液量为0.8L。然后进入7#预清洗槽中清洗，7#预清洗槽内的药液由6L的氢氧化钠、14L的双氧水和240L的水混合而成，在温度为60℃内清洗2min。在预清洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，双氧水的补液量为1.5L，氢氧化钠的补液量为0.15L。再进入8#水洗槽进行清洗，清洗时间为2min。
S4：制绒
硅片从8#水洗槽进入9#制绒槽中进行制绒，9#制绒槽的药液由12L氢氧化钠、3L的添加剂和250L的水混合而成，在温度为80℃内制绒6.5min。在制绒过程中，每生产250框后轮换一次补液，氢氧化钠的补液量为1.2L，添加剂的补液量为0.15L。然后再进入10#水洗槽内清洗，清洗时间为2min。
S5：后处理
硅片从10#水洗槽进入11#后清洗槽内清洗，11#后清洗槽中的药液由14L的双氧水、6L的氢氧化钠和240L的水混合形成，在温度为60℃的条件下清洗1.5min。在后清洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，双氧水的补液量为1.5L，氢氧化钠的补液量为0.15L。然后再进入12#水洗槽内清洗，清洗时间为2min。
S6：第二次酸洗
硅片从12#水洗槽内进入13#酸洗槽内进行酸洗，13#酸洗槽中的药液由30L氢氟酸、30L盐酸和150L水混合形成，在常温下进行酸洗3min。在第二次酸洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，氢氟酸的补液量为0.6L，盐酸的补液量为0.6L。再进入14#水洗槽内清洗2min。
S7：烘干
硅片从14#水洗槽中进入15#满提拉槽中清洗，15#满提拉槽中热水温度为70℃，清洗2min；再进入16#烘干槽进行烘干，在80℃的温度下烘干6min；再进入17#下料槽出来。
对制绒后的硅片进行性能参数和外观进行检验。如表3所示，本实施例中获得的硅片双面减薄重量与中心点反射率与标准要求相比，本实施例一的硅片双面减薄重量为0.82g，中心点反射率为：7.8％，均小于标准要求。表4是用本实施例的制绒硅片与用现有技术制绒硅片的电参数做的对比，可知根据本制绒工艺做的200mm的硅片比常规工艺做200mm的硅片的转化效率提高了0.03％。制绒后的硅片在3000倍的扫描电镜下的微观形貌，如图3所示，可以看出，硅片表面形成一层结构微小、凸凹均匀且布满整个硅面的绒面，且硅片外观完整，无明显色差、脏污、斑点或破裂。本实施例中，无论是性能参数和微观照片均合格。
表3实施例二测试结果与标准要求对比
表4实施例二与现有技术的电参数对比
实施例三：
尺寸为260mm的叠瓦电池制绒工艺，具体包括：
S1：氧化
硅片从1#上料槽进入2#氧化槽内，同步通入臭氧气体，并提前设置2#氧化槽的药液，即8L的氢氧化钠和260L的水的混合液，氧化温度是60℃，氧化时间3min。在氧化过程中，每生产500框后轮换一次补液，臭氧的补液量是20L/h，氢氧化钠的补液量是0.2L。氧化后的硅片再进入3#水洗槽内清洗2min。
S2：第一次酸洗
硅片从3#水洗槽进入4#酸洗槽中进行酸洗，其中，4#酸洗槽内的药液由70L的氢氟酸和300L的水混合而成，在常温下酸洗3min。在第一次酸洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，氢氟酸的补液量为1.2L。酸洗后再进入5#水洗槽中进行清洗，清洗时间为2min。
S3：预处理
硅片从5#水洗槽中进入6#粗抛槽中进行腐蚀，6#粗抛槽内的药液由12L的氢氧化钠和260L的水混合形成，在温度为80℃内粗抛腐蚀3min。在粗抛过程中，每生产500框后轮换一次补液，氢氧化钠的补液量为1.2L。然后进入7#预清洗槽中清洗，7#预清洗槽内的药液由8L的氢氧化钠、16L的双氧水和260L的水混合而成，在温度为60℃内清洗2min。在预清洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，双氧水的补液量为2L，氢氧化钠的补液量为0.2L。再进入8#水洗槽进行清洗，清洗时间为2min。
S4：制绒
硅片从8#水洗槽进入9#制绒槽中进行制绒，9#制绒槽的药液由14L氢氧化钠、4L的添加剂和270L的水混合而成，在温度为80℃内制绒6.5min。在制绒过程中，每生产250框后轮换一次补液，氢氧化钠的补液量为1.8L，添加剂的补液量为0.2L。然后再进入10#水洗槽内清洗，清洗时间为2min。
S5：后处理
硅片从10#水洗槽进入11#后清洗槽内清洗，11#后清洗槽中的药液由16L的双氧水、8L的氢氧化钠和260L的水混合形成，在温度为60℃的条件下清洗1.5min。在后清洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，双氧水的补液量为2L，氢氧化钠的补液量为0.2L。然后再进入12#水洗槽内清洗，清洗时间为2min。
S6：第二次酸洗
硅片从12#水洗槽内进入13#酸洗槽内进行酸洗，13#酸洗槽中的药液由40L氢氟酸、40L盐酸和180L水混合形成，在常温下进行酸洗3min。在第二次酸洗过程中，每生产500框后轮换一次补液，氢氟酸的补液量为0.9L，盐酸的补液量为0.9L。再进入14#水洗槽内清洗2min。
S7：烘干
硅片从14#水洗槽中进入15#满提拉槽中清洗，15#满提拉槽中热水温度为70℃，清洗2min；再进入16#烘干槽进行烘干，在80℃的温度下烘干6min；再进入17#下料槽出来。
对制绒后的硅片进行性能参数和外观进行检验。如表5所示，本实施例中获得的硅片双面减薄重量与中心点反射率与标准要求相比，本实施例一的硅片双面减薄重量为1.39g，中心点反射率为：7.8％，均小于标准要求。表6是用本实施例的制绒硅片与用现有技术制绒硅片的电参数做的对比，可知根据本制绒工艺做的260mm的硅片比现有制绒工艺做的260mm的硅片的转化效率提高了0.03％。制绒后的硅片在3000倍的扫描电镜下的微观形貌，如图4所示，可以看出，硅片表面形成一层结构微小、凸凹均匀且布满整个硅面的绒面，且硅片外观完整，无明显色差、脏污、斑点或破裂。本实施例中，无论是性能参数和微观照片均合格。
表5实施例三测试结果与标准要求对比
表6实施例三与现有技术的电参数对比
本发明具有的优点和积极效果是：
1、采用本发明设计的制绒工艺，尤其是适用于尺寸为160-260mm方形硅片的制绒，通过提前将硅片表面的金属杂质进行氧化形成一种易于去除的氧化层，再经第一次酸洗后对该氧化层进行络合，形成一种可溶于水的络合物，进而可有效去除贴敷于该氧化层的油污，提高硅片表面洁净度，为后续制备绒面提供良好的表面基础，有利于硅片电池面的微结构更加均匀，经第一次酸洗后的硅片表面二氧化硅层深度即单面减薄深度为1-2um，完全可控。
2、预处理包括粗抛处理和预清洗处理，粗抛处理的目的是去除硅片表面的切割损伤层，减薄后形成一平整的表面，有利于后续制备绒面；预清洗是去除硅片表面残留的金属离子和有机物。制绒就是在硅片表面形成一微小、均匀且布满整个硅面的金字塔状绒面。制绒后的硅片再依次进行后处理、第二次酸洗和烘干，其中，后处理是去除硅片表面残留的添加剂和有机物；第二次酸洗是去除硅片标出的二氧化硅和金属离子，形成疏水性较好的绒面；烘干包括热水满提拉槽和烘干槽，热水清洗硅片残留液，减少硅片表面的水迹，有利于后续烘干；烘干槽是用热风吹干硅片表面的水迹；烘干后的硅片再从下料槽中出来，最终获得单片减薄总重量为0.45-1.45g且微结构均匀的硅片，使电池导电性能提高了0.01-0.03％。
3、在氧化、第一次酸洗、预处理、制绒、后处理及第二次酸洗后均设有水洗槽，目的是去除硅片表层的药液，同时可去除硅片表面残留的有机溶剂和金属离子，有利于去除硅片表面的金属杂质的残留，提高硅片表面洁净度，从而提升电池的电性能。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，其特征在于，在制绒之前，包括对硅片进行氧化和第一次酸洗处理，所述氧化是对上料后的所述硅片的表面进行氧化形成一层氧化层；所述第一次酸洗是对所述氧化层进行酸洗以去除所述氧化层及贴敷于所述氧化层上的油污。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，其特征在于，所述氧化的药液包括臭氧和氢氧化钠，所述臭氧的补液量为5-25L/h，所述氢氧化钠的溶液比为3-4％。
3.根据权利要求2所述的一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，其特征在于，所述氧化的温度为40-80℃，时间为1-5min。
4.根据权利要求1所述的一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，其特征在于，所述第一次酸洗所用药液为溶液比为10-15％的氢氟酸，所述第一次酸洗温度为常温，酸洗时间为1-5min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，其特征在于，在所述氧化和所述第一次酸洗的最后一步均设有水洗槽。
6.根据权利要求5所述的一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，其特征在于，所述制绒是在氢氧化钠药液中进行，还添加若干添加剂，所述氢氧化钠溶液比为4-4.5％，所述添加剂的溶液比为0.6-1％。
7.根据权利要求6所述的一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，其特征在于，所述制绒温度为60-100℃，时间为3.5-9.5min。
8.根据权利要求6或7所述的一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，其特征在于，所述制绒前后分别设有预处理和后处理，所述预处理置于所述第一次酸洗之后，所述预处理包括粗抛和预清洗；所述后处理包括后清洗；所述粗抛药液为溶液比为4-4.5％的氢氧化钠；所述预清洗所述后清洗药液均为双氧水和氢氧化钠，所述双氧水与所述氢氧化钠的溶液比分别为4-7％和0.2-0.5％。
9.根据权利要求8所述的一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，其特征在于，在所述后处理之后依次设有第二次酸洗和烘干，所述第二次酸洗药液为氢氟酸和盐酸的混合液，所述氢氟酸溶液比为10-15％，所述盐酸溶液比为10-15％；所述烘干为先热水满提拉再高温烘干，所述烘干温度为60-100℃。
10.根据权利要求9所述的一种大尺寸叠瓦电池制绒工艺，其特征在于，在所述预处理、所述制绒和所述后处理和所述第二次酸洗的最后一步均设有所述水洗槽，所述水洗槽溶液为纯水，水洗时间为0.5-3.5min。
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