專(zhuān)利名稱：一種處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，具體是涉及一種處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電 的方法。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池表面的PN結(jié)在制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多缺陷，這些缺陷無(wú)法用邊緣刻 蝕的方法去除，收集到的電流會(huì)經(jīng)過(guò)這些缺陷漏到另一個(gè)缺陷，而不經(jīng)過(guò)負(fù)載，包含這些缺 陷的區(qū)域被稱為表面漏電區(qū)。太陽(yáng)能電池的表面漏電區(qū)對(duì)電池性能有很大影響，漏電會(huì)增 加反向電流，降低最大功率，開(kāi)路電壓，填充因子，從而使電池的效率降低，另外，漏電嚴(yán)重 的電池并聯(lián)電阻太小，無(wú)法在光伏組件中使用。
表面漏電區(qū)的分布可以用紅外熱像儀來(lái)測(cè)量，給太陽(yáng)能電池加上反響電壓時(shí)，漏 電區(qū)流過(guò)很大電流，產(chǎn)生的焦耳熱使局部地區(qū)溫度升高。這時(shí)用紅外熱像儀拍攝出的高溫 區(qū)就是漏電區(qū)，借助紅外成像儀可以確定漏電區(qū)的面積及位置，按漏電區(qū)的面積，將其化分 為集中漏電區(qū)和分散漏電區(qū)。
為了更好地了解漏電區(qū)，找到去除漏電區(qū)的方向，先后用紅外相機(jī)抽看了 195 片并聯(lián)電阻小的普通P型單晶硅電池片的漏電區(qū)，圖1 4列舉了四種典型的漏電圖像。紅色表示溫度高的漏電區(qū)在樣品中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)硅片邊緣溫度升高，說(shuō)明經(jīng)過(guò)等離子刻蝕 工藝，電池片邊緣有很好的鈍化。漏電區(qū)的位置主要有四種情況靠近電池片邊緣的刪線 下、主刪線兩端、主刪線附近和劃痕處。
上述試驗(yàn)中使用的是FLUKE公司的TI50紅外成像儀，其光譜帶為8_14微米，空間 分辨率1. 3mrad常溫下溫度分辨率0. 05 °C。
另外發(fā)現(xiàn)其中130片的漏電區(qū)集中在電池片的一個(gè)或兩個(gè)點(diǎn)上。如圖1、圖2、圖 4所示。有集中漏電區(qū)的電池片占總樣品數(shù)的68. 2%，其余62片的漏電區(qū)分布面積大，如圖 3所示，有分散漏電區(qū)的電池片占總樣品數(shù)的31. 8%。
由第上述分析可知，漏電電池片中的大多數(shù)屬于集中漏電的情況，所以只需將集 中漏電區(qū)去除即可。
結(jié)合實(shí)驗(yàn)中得到的電池片紅外圖像，將漏電原因分為以下四種
1、擴(kuò)散層和金屬刪線的機(jī)械劃傷如果被劃傷的擴(kuò)散層正好在金屬刪線下，劃傷的地方會(huì)因?yàn)闆](méi)有PN結(jié)的隔 離而漏電實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常觀察到金屬刪線被劃傷的地方漏電。原因是金屬刪線下的PN結(jié) 被歪理破壞引起漏電，在擴(kuò)散減少硅片與其他硬物的摩擦可以避免此類(lèi)漏電；
2、沾污引起的雜質(zhì)沉淀實(shí)驗(yàn)中觀察到有的漏電區(qū)是在沒(méi)被金屬覆蓋的擴(kuò)散層上，推測(cè)此類(lèi)漏電是因 雜質(zhì)沉淀引起，所以硅片清洗后應(yīng)保持工藝清潔，避免引入金屬，有機(jī)物污染；
3、等離子刻蝕引起的邊緣過(guò)刻蝕實(shí)驗(yàn)中很多漏電區(qū)域是在硅片邊緣的刪線下，此類(lèi)漏電是因?yàn)榈入x子邊緣刻蝕過(guò)刻蝕使邊緣的擴(kuò)散層變小，燒結(jié)時(shí)候金屬穿透PN結(jié)導(dǎo)致漏電，所以應(yīng)該提高等離 子邊緣刻蝕的工藝穩(wěn)定性，減少過(guò)刻蝕； 4、擴(kuò)散層和SiNx見(jiàn)反射膜厚度不均勻擴(kuò)散過(guò)程中溫度場(chǎng)和氣流場(chǎng)的均勻性會(huì)影響擴(kuò)散層的均勻性，SiNx減反 射膜中會(huì)有針孔存在。這些都會(huì)引起電極燒結(jié)時(shí)的局部燒穿。應(yīng)該保證擴(kuò)散層和減反 射膜的均勻性。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種去除硅太陽(yáng)能電池表面 漏電區(qū)的方法。
技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述的處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電的方法， 其工藝步驟如下(1)、檢測(cè)漏電區(qū)的位置，并標(biāo)記；(2)、將腐蝕液涂在漏電區(qū)的位置，進(jìn)行腐蝕去除漏電區(qū)；所述的腐蝕液配比組成為 去離子水 80 120份、氟化氫 140 160份、硝酸 90 110份。
其中，所述的檢測(cè)漏電區(qū)的位置的方法為給電池片加上反響電壓，用紅外熱像儀 找到漏電區(qū)的位置。
其中，為了不影響電池性能，且取得較好的腐蝕效果，步驟(2)中所述的腐蝕去除 漏電的時(shí)間為5 30分鐘。
從腐蝕效果角度考慮，所述腐蝕液優(yōu)選配比組成為去離子水100份、氟化氫 150份、硝酸100份。
上述腐蝕液作用漏電區(qū)的原理為將腐蝕液涂在集中漏電區(qū)的位置，這一區(qū)域的 AG刪線和硅擴(kuò)散層都會(huì)并腐蝕掉，發(fā)生的反應(yīng)如下3Ag+4HN03=3AgN03+2H20+N0 個(gè) Si+HN03+6HF=H2SiF6+HN02+H20+H2 這樣將漏電區(qū)的電極和擴(kuò)散層去除，收集到的電流就將無(wú)法通過(guò)電極和擴(kuò)散層流到另 一電極，這樣就解決了漏電的問(wèn)題。
有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過(guò)研究分析電池表面 漏電區(qū)的實(shí)際情況，采取有效的方法除去表面集中漏電區(qū)，采用硝酸氫氟酸的混合溶液腐 蝕除去表面漏電區(qū)，方法簡(jiǎn)單易行，效果明顯，解決了由于漏電嚴(yán)重電池并聯(lián)電阻太小，無(wú) 法在光伏組件中使用，電池效率降低的問(wèn)題。


圖1為漏電區(qū)的位置靠近電池片邊緣的刪線下的紅外圖像； 圖2為漏電區(qū)的位置在主刪線兩端的紅外圖像；圖3為漏電區(qū)的位置在主刪線附近的紅外圖像； 圖4為漏電區(qū)的位置在劃痕處的紅外圖像； 圖5為實(shí)施例1中P當(dāng)電池片在處理前的紅外圖像； 圖6為實(shí)施例1中P當(dāng)電池片經(jīng)處理后的紅外圖像。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各 種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
使用儀器FLUKE公司的TI50紅外成像儀，其光譜帶為8_14微米，空間分辨率 1. 3mrad,常溫下溫度分辨率0. 05 °C。
實(shí)施例1 一種處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電的方法，其工藝步驟如下(1)、給一片P當(dāng)電池片加上反響電壓，用紅外熱像儀找到漏電區(qū)的位置，并標(biāo)記漏電 區(qū)的位置；(2)、將腐蝕液涂在漏電區(qū)的位置，進(jìn)行腐蝕去除漏電區(qū)，腐蝕去除漏電區(qū)的時(shí)間為10 分鐘；所述的腐蝕液配比組成為去離子水100ml、氟化氫150 ml、硝酸100 ml。
實(shí)施例2 一種處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電的方法，其工藝步驟如下(1)、給一片P當(dāng)電池片加上反響電壓，用紅外熱像儀找到漏電區(qū)的位置，并標(biāo)記漏電 區(qū)的位置；(2)、將腐蝕液涂在漏電區(qū)的位置，進(jìn)行腐蝕去除漏電區(qū)，腐蝕去除漏電區(qū)的時(shí)間為 30分鐘；所述的腐蝕液配比組成為去離子水120 ml、氟化氫160 ml、硝酸90 ml。
實(shí)施例3:一種處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電的方法，其工藝步驟如下(1)、給一片P當(dāng)電池片加上反響電壓，用紅外熱像儀找到漏電區(qū)的位置，并標(biāo)記漏電 區(qū)的位置；(2)、將腐蝕液涂在漏電區(qū)的位置，進(jìn)行腐蝕去除漏電區(qū)，腐蝕去除漏電區(qū)的時(shí)間為5 分鐘；所述的腐蝕液配比組成為去離子水80 ml、氟化氫140 ml、硝酸110 ml。
實(shí)施例4 將實(shí)施例1所述的P當(dāng)電池片在處理前采用紅外成像儀進(jìn)行漏電檢測(cè)，對(duì)其施加反向 電壓為2. 3V，測(cè)得電池片左側(cè)靠近邊緣的地方有一個(gè)集中漏電區(qū)，結(jié)果如圖5所示，經(jīng)過(guò)實(shí) 施例1所述的方法處理，即經(jīng)過(guò)10分鐘腐蝕后，其施加的反向電壓還是2. 3V，其紅外圖像的 圖中看不到原來(lái)的漏電區(qū)，如圖6所示，說(shuō)明原來(lái)的漏電區(qū)已經(jīng)被腐蝕去除掉。
下表1是腐蝕前后電池片的IV數(shù)據(jù)，腐蝕去除漏電區(qū)后，電池片由P檔片變成C檔片，電池片的并聯(lián)電阻由1. 47ohm增加到30. 86ohm,電池片轉(zhuǎn)換效率下降了 0. 1%。
轉(zhuǎn)換效率的下降是因?yàn)楦g液在電池片表面鋪展，使大面積刪線和絨面被破壞，減小了電池片的有效面積，為了減小被腐蝕液破壞的面積可以用一個(gè)橡膠圈壓在 漏電區(qū)上，限制腐蝕液的鋪展。
表1化學(xué)腐蝕前后電池的IV數(shù)據(jù)檔次VOC(V)Isc(A)Rs (m. ohm)Rsh (ohm)FF (%)EFF(%)腐蝕前Trash0. 6175. 374. 2491. 4774. 916. 75腐蝕后P0. 6175. 276. 05730. 8676. 016. 65以上結(jié)果表明，本發(fā)明所述的處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電的方法可去除電池的漏電 區(qū)，解決了由于漏電使硅太陽(yáng)能電池的效率大大下降，且漏電嚴(yán)重導(dǎo)致電池并聯(lián)電阻太小， 無(wú)法在光伏組件中使用的問(wèn)題。
權(quán)利要求
1.一種處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電的方法，其特征在于其工藝步驟如下(1)、檢測(cè)漏電區(qū)的位置，并標(biāo)記；(2)、將腐蝕液涂在漏電區(qū)的位置，進(jìn)行腐蝕去除漏電區(qū)；所述的腐蝕液配比組成為 去離子水 80 120份、氟化氫 140 160份、硝酸 90 110份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電的方法，其特征在于所述 的檢測(cè)漏電區(qū)的位置的方法為給電池片加上反響電壓，用紅外熱像儀找到漏電區(qū)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電的方法，其特征在于 步驟(2)中所述的腐蝕去除漏電的時(shí)間為5 30分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電的方法，其特征在于 所述腐蝕液配比組成為去離子水100份、氟化氫150份、硝酸100份。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種處理硅太陽(yáng)能電池表面漏電的方法，其工藝步驟為檢測(cè)漏電區(qū)的位置，并標(biāo)記；將腐蝕液涂在漏電區(qū)的位置，進(jìn)行腐蝕去除漏電區(qū)；所述的腐蝕液配比組成為去離子水 80～120份、氟化氫 140～160份、硝酸 90～110份。本發(fā)明采用硝酸氫氟酸的混合溶液腐蝕除去表面漏電區(qū)，方法簡(jiǎn)單易行，效果明顯，解決了由于漏電嚴(yán)重電池并聯(lián)電阻太小，無(wú)法在光伏組件中使用，電池效率降低的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102034903SQ20101053822
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者沈少杰 申請(qǐng)人:蘇州矽美仕綠色新能源有限公司