[发明专利]硅片的预处理方法及叠焊太阳能组件的制备方法

说明书

本发明属于光伏技术领域，提供了一种硅片的预处理方法及叠焊太阳能组件的制备方法，包括：采用激光束对硅片待裂片部位的内部快速加热，采用流体束对硅片待裂片部位的表面快速冷却，使硅片在压应力和拉应力的作用下发生裂片，对硅片的至少一部分表面进行等离子体刻蚀。本发明的方法将应力裂片和等离子体刻蚀联合应用于硅片的预处理中，可显著改善对硅片的切割损伤，使硅片断面均匀，无毛刺或裂纹，硅片的破片率明显下降，并显著减少叠焊太阳能组件的纹路隐裂数量。

技术领域

本发明属于光伏技术领域，特别涉及一种硅片的预处理方法及叠焊太阳能组件的制备方法。

背景技术

作为一种新的电池焊接工艺，叠焊技术在传统焊带焊接工艺的基础上实现电池片的叠加，缩小电池片间距，最大化利用面积，从而实现高能量密度。

在叠焊太阳能组件的制备过程中，硅片分选结束后需要对硅片进行切割预处理，然后使用柔性焊带及定制工装，基于焊接技术，将硅片相互搭接焊接。其中，传统的硅片切割方式是：利用具有高能量密度的脉冲激光在硅片上划出一条沟槽，随后用机械方式将其掰开。对采用传统方式切割的硅片断面采用扫描电子显微镜观察，发现断面极不均匀，呈明显的波浪状，具有较多毛刺与裂纹，这是因为激光热度使电池切割截面产生了化学变化，出现了熔融现象，对硅片造成了严重的切割损伤。由于激光切割与机械掰片的交接点有应力，而硅片切割部位又位于焊带压延位置，因此切割过程中造成的硅片损伤最终影响到叠焊太阳能组件的质量，叠焊太阳能组件在层压后出现较多纹路隐裂。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种硅片的预处理方法及叠焊太阳能组件的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种硅片的预处理方法，依次包括：采用激光束对硅片待裂片部位的内部快速加热，以使所述硅片待裂片部位的内部膨胀形成压应力；采用流体束对硅片待裂片部位的表面快速冷却，以使所述硅片待裂片部位的表面收缩形成拉应力；所述硅片在所述压应力和所述拉应力的作用下发生裂片；将硅片的至少一部分表面暴露于等离子体中，对所述硅片的至少一部分表面进行等离子体刻蚀，其中，所述硅片的至少一部分表面包括硅片发生裂片部位的表面。

相对于现有技术而言，本发明至少具有如下有益效果：

本发明将应力裂片和等离子体刻蚀联合应用于硅片的预处理中。首先，采用激光束对硅片待裂片部位的内部快速加热，使硅片待裂片部位的内部膨胀形成压应力；采用流体束对硅片待裂片部位的表面快速冷却，使硅片待裂片部位的表面收缩形成拉应力；由于脆性材料抗压刚度远大于抗拉强度，当拉应力达到硅片的断裂强度时，硅片就会发生自然断裂，裂纹会随着激光及冷却移动轨道稳定扩展。本发明的方法避免了传统的“激光切割结合机械裂片”过程中对硅片的热力损伤和机械损伤，有效改善硅片断面的质量，同时也降低裂片过程中的破片率。其次，在使硅片发生应力裂片之后，对硅片进行等离子体刻蚀，去除硅片表面的扩散层以及裂片部位表面的轻微裂纹或粉尘，进一步改善了硅片的表面性质。

本发明的第二方面还提供了一种叠焊太阳能组件的制备方法，该方法包括：根据本发明第一方面所述的方法对硅片进行预处理，将预处理后的硅片采用叠焊技术制备成太阳能组件。采用本发明第二方面所提供的方法制备的太阳能组件，纹路隐裂问题得到显著改善。

优选地，在本发明所提供的硅片的预处理方法中，所述采用激光束对硅片待裂片部位的内部快速加热的步骤依次包括：采用波长为320～400nm、功率为3～5W的紫外激光束对所述硅片待裂片部位的内部快速加热；采用波长为1060～1100nm、功率为100～150W的红外激光束对所述硅片待裂片部位的内部快速加热。

优选地，在本发明所提供的硅片的预处理方法中，所述硅片待裂片部位的内部与所述硅片待裂片部位的表面之间的距离为1～3mm。在该距离范围内，应力裂片的成功率和裂片效果最好。