电池片生产过程中印刷不良品表面处理方法及电池片的生产方法

摘要

本发明提供了电池片生产过程中印刷不良品的表面处理方法。该表面处理方法包括：前期清洗步骤：采用含有50％～90％金属基清洗剂的水溶液对印刷不良品进行一次清洗；以及擦拭步骤：采用擦拭的方式去除经前期清洗步骤清洗后的所述印刷不良品表面残留的银浆和银铝浆。应用本发明的电池片生产过程中印刷不良品表面处理方法，提高了刷后不良电池片的二次生产率并降低了印刷不良品数量。

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池生产领域，具体而言，涉及一种电池片生产过程中印刷不良品表面处理方法及电池片的生产方法。 

背景技术

随着全球能源的日趋紧张，太阳能以无污染，市场空间大等独有的优势受到世界各国的广泛重视。国际上众多大公司投入太阳能电池研发和生产行业。从太阳能获得电力，需通过太阳能电池进行光电变换来实现，硅太阳能电池是一种有效地吸收太阳能辐射并使之转化为电能的半导体电子器件，广泛应用于各种照明机发电系统中。 

太阳能电池的转化效率是衡量电池片好坏的一个重要标志，同时电池转化效率的提高也是对硅材料相对成本的降低。但是在电池片的丝网印刷工序过程中，背面铝印刷和正面银印刷的两个工艺环节会出现印刷不合格的产品，印刷不良品量的提高也会增加再利用片数量。而再利用片的二次或三次生产利用直接影响到电池片外观及其转化效率，如何提高印刷不良品的二次生产率和降低印刷不良品数量，是目前每个企业首当其冲要解决的技术问题。 

现有技术中针对丝网印刷工序的返工工艺有两种方法：第一种是采用有机溶剂擦拭异常硅片的表面后进行重新印刷，这种方法是利用有机溶剂具有的溶解有机物的能力，达到溶解硅片表面印刷的金属浆料的目的；第二种方法是使用化学方法清洗硅片，即首先用HCl清洗液去除硅片背面的铝浆，然后用酒精去除硅片表面的银浆，再用HCl、H₂O₂和H₂O的混合溶液进行深度清洗。 

现有的这两种印刷不良品处理方式不仅增加了酒精的耗用量，而且多次接触工业酒精会影响人的身体健康，存在安全隐患；其次在生产过程中产生的印刷不良片数量过多，加重班组擦片工作量；由于浸泡入清洗剂药液时间上的限制，无法提高清洗数量，导致多余的印刷不良片没有及时清洗就直接积压，影响后续清洗效果，形成斑点片，降低了电池片外观及其转化效率，无形中增加了公司的生产成本。 

基于上述原因，有必要提出一种有效的方法，用以提高印刷不良品的二次生产率和降低印刷不良品数量。 

发明内容

本发明旨在提供一种电池片生产过程中印刷不良品表面处理方法及电池片的生产方法，以提高印刷不良品的二次生产率和降低印刷不良品数量。 

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电池片生产过程中印刷不良品 的表面处理方法，具体包括前期清洗步骤和擦拭步骤，其中前期清洗步骤是采用含有50％～90％金属基清洗剂的水溶液对所述印刷不良品进行一次清洗；擦拭步骤是采用擦拭的方式去除经所述前期清洗步骤清洗后的所述印刷不良品表面残留的银浆和银铝浆。 

进一步地，前期清洗步骤中，在一次清洗后，还包括采用水对所述印刷不良品进行二次清洗的步骤。 

进一步地，表面处理方法中，在擦拭步骤后，还包括后期清洗步骤，后期清洗步骤包括：采用含有50％～90％金属基清洗剂的水溶液对印刷不良品进行三次清洗。 

进一步地，后期清洗步骤中，在三次清洗后，还包括采用水对经三次清洗后的印刷不良品进行四次清洗。 

进一步地，一次清洗步骤采用超声浸泡法，且浸泡时间为10min～15min，浸泡温度为70℃～90℃，超声波频率为1.0HZ～1.5HZ。 

进一步地，在擦拭步骤中，采用金属离子清洗剂擦拭印刷不良品表面银浆浆料，并采用酒精或者松节油擦拭印刷不良品背场表面的银铝浆浆料。 

进一步地，三次清洗步骤中，采用超声波浸泡法，且浸泡时间为10min～15min，浸泡温度为70℃～90℃，超声波频率为1.0HZ～1.5HZ。 

进一步地，金属基清洗剂为WIN-152、JJ-790或者PTE-3022D。 

进一步地，表面处理方法中，在后期清洗步骤后还包括烘干的步骤，且烘干温度为180℃～210℃，烘干时间为10min～20min。 

根据本发明的另一方面，提供了一种电池片生产方法，其特征在于，电池片生产方法包括： 

回收电池片生产过程中印刷不良品； 

采用上述的表面处理方法对所述印刷不良品的表面进行处理，获得待印刷硅片；以及 

将所述待印刷硅片重新投产制备电池片。 

应用本发明的电池片生产过程中印刷不良品表面处理方法及电池片的生产方法，通过采用金属基清洗剂水溶液对印刷不良品进行一次清洗，利用金属基清洗剂溶解印刷不良品表面的银浆和铝浆，从而达到去除表面金属离子的目的；同时，采用擦拭的方法去除经上一步清洗的印刷不良品表面残留的银浆和铝浆，进一步去除镀膜面的痕迹—栅线印和背场的银铝浆。使硅片表面清洁程度较好，适宜再次进行重新涂覆银浆和铝浆，得到合格的电池片，从而很好地提高了刷后不良电池片的二次生产率和降低印刷不良品数量。 

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。 

正如背景技术部分所介绍的，针对现有技术中印刷不良品的二次生产率低和印刷不良品数量多的缺陷。为了解决这一技术问题，本发明发明人提供了一种电池片生产过程中印刷不良品表面处理方法。该方法包括前期清洗步骤和擦拭步骤。其中，在前期清洗步骤中采用金属基清洗剂水溶液对印刷不良品进行一次清洗。在擦拭步骤中采用擦拭的方式去除经上一步清洗的印刷不良品表面残留的银浆和银铝浆。 

本发明通过将采用含有金属基清洗剂水溶液对印刷不良品进行第一次清洗，利用金属及清洗剂溶解印刷不良品表面的银浆和铝浆，从而达到去除表面金属离子的目的。并采用擦拭的方式去除经前期清洗步骤清洗后的印刷不良品表面残留的银浆和铝浆，进一步去除残留在镀膜面上的栅线印和残留在背场上的银铝浆。使硅片表面清洁程度较好，适宜再次进行重新涂覆银浆和铝浆，得到合格的电池片，从而很好地提高了印刷后不良电池片的二次生产率和降低印刷不良品数量。 

上述表面处理方法中，优选在前期清洗步骤中，完成一次清洗后，还包括用水对印刷不良品进行二次清洗的步骤。在前期清洗步骤中，通过二次清洗的工艺环节可以利用水去除附着在印刷不良品表面的混合物，例如清洗混合剂与银浆或者铝浆的反应物、环境杂质以及银浆、铝浆或者清洗混合剂与环境杂质的复杂反应物等，通过去除附着在印刷不良品表面的残留混合物，能够减少后续在擦拭工艺步骤所采用的擦拭剂的用量，并降低这些残留混合物对后续擦拭工艺步骤中擦拭剂的影响，优化擦拭效果，进而获得能够再利用的硅片。 

采用上述方法步骤对电池片生产过程中印刷不良品进行表面处理，就能够得到可以再利用的硅片。为了优化硅片性能，在一种优选实施方式中，在对印刷不良品表面进行擦拭步骤后，还包括后期清洗处理步骤，该后期清洗步骤包括：采用含金属基清洗剂溶液的清洗水溶液对印刷不良品进行三次清洗。通过该后期清洗步骤可以对附着在镀膜面的栅线印碎屑和背场的清洗混合剂与银浆反应的混合物进行进一步地清洗，这样不仅可以使硅片表面获得更佳的光滑度和洁净度而且还可以去除或者减小一些混合物与硅表面的粘合力，有利于下一步清洗的进行。 

更为优选地，在上述后期处理步骤中，在三次清洗后，还包括采用水对经三次清洗后的印刷不良品进行四次清洗。在后期清洗过程中增加水清洗(四次清洗)步骤与前期清洗中的水清洗(二次清洗)步骤的作用相同，都是利用水去除附着在印刷不良品表面的混合物。在后期清洗过程中增加水清洗(四次清洗)步骤，主要是对上个环节中残留的、附着在硅表面的金属基清洗剂和粘结混合物进行最后的冲刷，起到对上个环节清洗的完善作用，不仅保证没有银浆料和铝浆料，同时也没有多余的残留金属基清洗剂。 

上述表面处理方法中，第一次清洗步骤可以采用喷淋法或者浸泡法。只要能够使含有金属基清洗剂水溶液与印刷不良品表面充分接触以溶解其表面银浆或铝浆即可。在本发明的一种优选实施方式中，上述第一次清洗步骤采用的是超声浸泡法。通过浸泡的方式对不良印刷片进行清洗，可以起到不留有死角的全方位的清洗。同时配以超声波振动，能够有利于使含有金属基清洗剂水溶液与印刷不良品表面浆料振动接触，促进印刷不良品表面浆料充分溶解，优化溶解效果。 

更为优选地，在采用这种超声浸泡法时，可以通过提高浸泡温度加速含有金属基清洗剂 水溶液对银铝浆和银浆的溶解速率，并通过提高浸泡温度促使银浆中的粘合剂在高温下发生变质，以降低银浆的粘黏度，提高浆料与硅片的分离效率。在本发明的一种优选实施方式中，上述超声浸泡法的浸泡时间为10min～15min，浸泡温度为70℃～90℃，超声波频率为1.0HZ～1.5HZ。通过对超声波频率、清洗时间以及清洗温度的协调，使得三者之间达到一个平衡，进而优化一次清洗的清洗效果。 

在本发明的一种优选实施方式中，所使用的金属基清洗剂包括但不限于WIN-152、JJ-790、或PTE-3022D中的一种或多种。 

在本发明上述方法中，经前期清洗步骤清洗的印刷不良片上难免还会存在一部分残留浆料，为了去除这部分残留浆料，在本发明中提出了前期清洗同时配合擦拭处理的表面处理方法。在擦拭的步骤中只要通过擦拭的方式去除印刷不良片表面残留的银浆和银铝浆即可。在本发明的一种优选实施方式中，采用根据浆料的类型对浆料进行单独擦拭的方式进行处理。这种方法可以有针对性地去除残留在印刷不良品表面的银铝浆和银浆，进而可以优化表面处理效果。 

更优选地，上述擦拭步骤包括：采用金属基清洗剂擦拭印刷不良品的银浆浆料，同时并采用酒精或者松节油擦拭印刷不良品背场表面的银铝浆浆料。在这种方法中，利用酒精或者松节油擦拭印刷不良品背场表面的银铝浆浆料。 

在此清洗步骤中，利用纯的金属基清洗剂擦拭镀膜面的银浆栅线，可以很好的去除镀膜面的痕迹，但是根据以往的清洗经验，此处选择酒精擦拭银浆栅线并不能获得很好的效果，导致镀膜面上有银浆残留。而印刷不良品的背场的银铝浆浆料主要以铝浆浆料为主，故此处选用酒精或者松节油擦拭印刷不良片的背场，背场中少量银的存在并不影响清洗效果。 

上述表面处理方法中，第三次清洗步骤可以采用喷淋法或者浸泡法。只要能够使金属基清洗剂溶液与经擦拭处理后的印刷不良品表面充分接触以进一步溶解和清洗在擦拭步骤后仍残留在印刷不良品表面银浆或铝浆即可。在本发明的一种优选实施方式中，上述第三次清洗步骤与一次清洗的步骤相同，都是采用的是超声浸泡法。在实际操作中，可以设置一处超声浸泡池，分别完成一次清洗和三次清洗， 

更为优选地，可以分别设置两处超声浸泡池，形成连续处理流水线，以加快处理速度。更为优选地，上述三次清洗步骤中超声波浸泡法的浸泡时间为10min～15min，浸泡温度为70℃～90℃，超声波频率为1.0HZ～1.5HZ。其中优选所使用的金属基清洗剂溶液为金属基清洗剂与水的混合溶液.。 

更为优选地金属基清洗剂包括但不限于WIN-152、JJ-790、或PTE-3022D中的一种或多种。以上清洗剂由细颗粒状弱碱性吸附各种助剂合成的药剂的新型清洗剂产品，采用天然介面活性磨粒为原料，配合多种活性剂及杀菌剂、抛光剂、进口参透剂以及独特光亮因子等环保技术高科技配制而成的，是一种多功能、高效的综合性环保清洗护理产品。是现代新型的去污产品，去污效果独特，用途广，对人体皮肤没有任何副作用。由活性磨粒为助与磨粒里含有独特的清洁药剂配合清洗时带有轻微软摩擦更能快速彻底清除各类严重的顽固污垢污染。 

上述表面处理方法中，第二次清洗和第四次清洗步骤可以采用相同的方案，其都可以采用喷淋法或者浸泡法。其中优选采用喷淋法，更为优选喷淋时间30min喷淋压力1Mpa，喷淋水温度40℃。 

上述表面处理方法中，优选在后期水清洗后还包括烘干的步骤，以加快经后期清洗步骤后所形成的硅片表面清洗液的蒸发。其中优选烘干温度为180℃～210℃，烘干时间为10min～20min。在180℃～210℃进行烘干，去除上个环节中硅片表面的水，最终获得一个表面洁净度高并且干燥的硅片，使硅片可以直接进入再次电池片的生产工艺。 

同时，本发明还提供了一种电池片生产方法，该方法包括回收电池片生产过程中印刷不良品，采用本发明上述的表面处理方法对所述印刷不良品的表面进行处理，获得待印刷硅片以及将待印刷硅片重新投产制备电池片。本发明所提供的这种方法生产出来的电池片的电性能参数正常，电池片合格率达到1.59％。 

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围： 

实施例1 

往清洗槽内添加含有50％win-152清洗剂的水溶液，充分搅拌，使水与清洗剂完全融合，并对清洗槽的溶液加温，当水溶液的温度达到50℃，打开超声波，频率设定为0.5HZ，清洗5min。之后用浸水的湿布对硅片表面进行擦拭。 

实施例2 

往清洗槽内添加含有70％win-152清洗剂的水溶液，充分搅拌，使水与清洗剂完全融合，并对清洗槽的溶液加温，当水溶液的温度达到70℃，打开超声波，频率设定为1.0HZ清洗10min。之后将硅片放入纯水清洗槽内，用水进行第二次清洗，第二次清洗完后用浸水的湿布对硅片表面进行擦拭。 

实施例3 

往清洗槽内添加含有90％win-152清洗剂的水溶液，充分搅拌，使水与清洗剂完全融合，并对清洗槽的溶液加温，当水溶液的温度达到80℃，打开超声波，频率设定为1.3HZ清洗13min。之后将硅片放入纯水清洗槽内，用水进行第二次清洗，采用水进行第二次清洗。用浸酒精的湿布对硅片表面进行擦拭，擦拭完后用含有50％win-152清洗剂的水溶液进行再次的清洗，混合液温度为50℃，浸泡时间为5min，超声波频率为0.5HZ。 

实施例4 

往清洗槽内添加含有50％JJ-790清洗剂的水溶液，充分搅拌，使水与清洗剂完全融合，并对清洗槽的溶液加温，当水溶液的温度达到90℃，打开超声波，频率设定为1.5HZ清洗15min。之后将硅片放入纯水清洗槽内，用水进行第二次清洗，采用水进行第二次清洗。用浸酒精的湿布对硅片表面进行擦拭，擦拭完后用含有70％JJ-790清洗剂的水溶液进行再次的清洗，混合液温度为70℃，浸泡时间为10min，超声波频率为1.0HZ，进行完上述清洗之后再将硅片放入纯水槽中用水对硅片表面进行清洗。 

实施例5 

往清洗槽内添加含有90％PTE-3022D清洗剂的水溶液，充分搅拌，使水与清洗剂完全融合，并对清洗槽的溶液加温，当水溶液的温度达到85℃，打开超声波，频率设定为1.2HZ清洗11min。之后将硅片放入纯水清洗槽内，用水进行第二次清洗，水进行第二次清洗。用金属离子清洗剂擦拭印刷不良品表面银浆浆料，并采用酒精擦拭印刷不良品背场表面的银铝浆浆料，擦拭完后用含有90％JJ-790清洗剂的水溶液进行再次的清洗，混合液温度为90℃，浸泡时间为15min，超声波频率为1.5HZ，进行完上述清洗之后再将硅片放入纯水槽中用水对硅片表面进行清洗。 

实施例6 

往清洗槽内添加含有90％PTE-3022D清洗剂的水溶液，充分搅拌，使水与清洗剂完全融合，并对清洗槽的溶液加温，当水溶液的温度达到85℃，打开超声波，频率设定为1.2HZ清洗11min。之后将硅片放入纯水清洗槽内，用水进行第二次清洗，用水进行第二次清洗。用金属离子清洗剂擦拭印刷不良品表面银浆浆料，并采用松节油擦拭所述印刷不良品背场表面的银铝浆浆料，擦拭完后用含有90％JJ-790清洗剂的水溶液进行再次的清洗，混合液温度为85℃，浸泡时间为13min，超声波频率为1.4HZ，进行完上述清洗之后进行完上述清洗之后再将硅片放入纯水槽中用水对硅片表面进行清洗。对硅片进行四次清洗后，把硅片放入干燥箱内进行干燥，将干燥箱的温度设置在180℃温度下烘干10min。 

实施例7 

实施例7与实施礼6的区别在于，最后一步将干燥箱的温度设置在195℃温度下烘干15min。 

实施例8 

实施例8与实施礼6的区别在于，进行完上述清洗之后再将硅片放入纯水槽中用水对硅片表面进行清洗。 

对比例1 

往清洗槽内添加含有50％酒精的水溶液，充分搅拌，使水与清洗剂完全融合，对清洗槽内的溶液加热到50℃，打开超声波频率设置在0.5Hz，之后用浸泡在酒精中的湿布对硅片表面进行擦拭，最后把硅片放入干燥箱中，在100℃的温度下干燥5min。 

对比例2 

往清洗槽内添加含有80％酒精的水溶液，充分搅拌，使水与清洗剂完全融合，对清洗槽内的溶液加热到80℃。打开超声波频率设置在1.5Hz。之后用浸泡在酒精中的湿布对硅片表面进行擦拭，最后把硅片放入干燥箱中，在180℃的温度下干燥10min。 

循环利用以上实施例和对比例获得的硅片从新进入下述步骤的第6工艺环节制成电池片： 

(1)硅片检验；(2)蚀刻和表面制绒；(3)P扩散：(4)去除磷硅玻璃：(5)抗反射层镀膜：(6)背面电极印刷和干燥；(7)背面电场印刷和干燥；(8)前面电极印刷和干燥；(9) 前后面金属接触共烧结；(10)激光边缘结隔离；(11)光电检测和分类。 

利用简单的测试电路，在如下测试条件下对利用上述硅片生产的电池片和正常生产的电池片进行电性能参数的测试： 

(1)25℃，生产中使用的温度测量系统，准确度为±2℃； 

(2)AM1.5地面标准阳光光谱采用总辐射的AM1.5标准阳光光谱； 

(3)1000w/m²，1000w/m²是标准测试太阳电池的光线的辐射。 

涉及以下电性能参数的测试： 

Rsh：由表面粘污而产生沿着电池边缘的表面漏电，沿着位错和晶界间的不规则扩散或电极金属化扩散后沿着微观裂纹、晶粒间界、晶体缺陷而形成的漏电流。 

Uoc：当太阳电池处于开路状态时，对应光电流的大小产生电动势，即开路电压。 

Isc：光照下的P-N结，外电路短路时，从P端流出，经过外电路，从N段流入的电流，即短路电流。 

Irevl：有光照后，内建电厂减小，由电子和空穴因扩散而产生的电流成为暗电流。 

FF:太阳能电池的最大输出功率与开路电压和短路电流乘积的比值，称为填充因子。 

Ncell：转换效率。 

Rs：串联电阻。 

检测结果：如表1所示。 

表1.清洗后的硅片后制成的电池片的性能参数对比如下表： 

从上述的电池片参数可以看出，用本申请的擦拭工艺制备得到的电池片的性能参数优于用旧工艺擦拭得到的电池片的性能参数，但是略低于正常的电池片的性能参数。同时利用本发明的擦拭工艺电池片的破碎率只有1.72％，而用普通的擦拭工艺制得的电池片的破碎率为2.52％，综上所述，提高擦片成品合格率、印刷擦片的工作效率，间接减少车间的生产成本。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。