[发明专利]一种硅太阳能电池片还原成硅片的方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种硅太阳能电池片还原成硅片的方法。

背景技术

太阳能电池行业中对于未进行金属化的不良半成品电池片都有对应的返工处理流程，经过返工处理后的硅片可以重新进行制程，最终可以再次做成合格的电池片，但对于那些由于过程中出现异常，在测试最终光电转换效率之前都未发现异常的金属化后的成品电池片，业内还没有一种好的还原方法。

对于氮化硅膜，业界普遍使用HF浸泡来清除，正面银电极都是使用较高浓度的硝酸来浸泡清除，铝/氧化铝层可以用盐酸或稀硫酸反应去除，合金层可以用用氢氟酸和硝酸的混合酸溶解。

但是由于基于对太阳能性能和工艺的需求，背场铝浆的生产过程中添加了一些有机溶剂，以及充当粘结剂的玻璃和氧化物，另外还有一些非挥发性的树脂载体，这些添加物仅仅靠盐酸或稀硫酸是无法去除的，且目前太阳能电池的面积越来越大，单片印刷的铝浆用量也较大，对从硅片上彻底清除这些杂质造成了较大的困难。

另一方面，从成本方面考虑，硅太阳电池片的厚度呈降低趋势，目前主流厚度为180-200微米，为了保证后续能够继续进行制程，还原后的电池片还必须保证有一定的厚度。

有关的现有技术，包括中国专利申请200610053795公开的“太阳能电池薄碎片或IC碎片回收的方法”，用于从太阳能电池薄碎片回收一些昂贵金属的方法，用这些方法可回收一些昂贵金属。

最接近的现有技术为中国专利申请CN1851016公开的“硅废弃片表面金属的去除和贵金属银铂金的回收方法”， 该方法着眼于“有效去除了废弃硅片表面的金属杂质和金属硅化物，处理后的硅片可作为太阳能硅单晶的原料，也可进一步加工成太阳能电池硅片，同时又回收了贵金属”，但该方法有以下不足：1、无法去除背场上浆料中残留的树脂，2、无法保证有一定的腐蚀厚度，以保证还原后的硅片后续能够继续较为方便地进行制成电池片。总之，以上方法均不能适用于目前光伏行业中硅太阳电池片处理成可方便再生产成电池片的要求。

目前还缺少一种这样的技术，可以很好地洗净背场的残留物，同时保证一定的腐蚀厚度，能够实现批量还原。

发明内容

本发明目的是提供一种可将异常的硅太阳能电池片方便处理成满足再生产成太阳能电池片的硅片的要求的太阳能电池片还原成硅片的方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种硅太阳能电池片还原成硅片的方法，其特征是，包括以下步骤：

1、将硅太阳能电池片置于混合酸溶液中进行化学清洗，除掉背电场中的铝和氮化硅膜至反应完全；

2、取出并用水洗净；

3、再将其置于酸溶液中洗掉电池片的银电极至反应完全；

4、再取出并用水洗净；

5、最后将其置于体积百分含量为30%-70%的HF和HNO₃的混合酸中，在6-20℃条件下进行化学清洗，以清洗去除背场残留的玻璃和氧化物的混合物、树脂及合金层，并去除扩散过程中形成的PN结；

6、待反应完全后取出并用水洗净，获得所需硅片。

作为优选，上述步骤1中，所述混合酸溶液为HF和HCL的混合酸溶液，其中，HCL和HF的体积比为1:0.5-4，HF和HCL的体积之和占整个混合酸溶液体积10%-30%。

作为优选，上述步骤3中，所述酸溶液为HNO₃的水溶液，其中，HNO₃占酸溶液的体积百分含量为30%-60%。

作为优选，上述步骤5中，所述所述混合酸中HF和HNO₃的体积比为1:3-8。

当然，上述步骤1、3中，可采用包括现有技术在内的能够除掉背电场中的铝和氮化硅膜及银电极的所有酸溶液。

作为优选，上述步骤1、3中，均在20-40℃条件下进行化学清洗，直至反应完全。

上述温度有利于控制腐蚀厚度保证在所需的范围内。

本发明经过上述清洗步骤后，可以很好地洗净背场的残留物，同时保证一定的腐蚀厚度，电池片表面不再存在工艺过程杂质，腐蚀厚度可控制在12-20um，还原后硅片厚度在165um-185um，完全符合生产成太阳能电池片的需要，并能够实现批量还原。

经过以上还原工艺处理后得到的硅片，在经过正常的工艺流程后，最终所得电池片的转换效率为16.2%-16.8%。

以下将通过实验测试，步骤5中使用体积比1：4.5的HF和HNO₃，在不同的温度和反应时间下，得到的平均腐蚀厚度。

实验数据如下表。