專利名稱：：晶體硅太陽(yáng)能電池片彎曲片的矯正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及晶體硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程中，晶體硅太陽(yáng)能電池片彎曲片的矯正方法。
背景技術(shù)：
：在過(guò)去幾年晶體硅太陽(yáng)能電池原料的短缺嚴(yán)重限制了整個(gè)太陽(yáng)能行業(yè)的發(fā)展，而且晶體硅太陽(yáng)能電池和組件制造商的主要成本集中在原材料，為了解決這些問(wèn)題，一方面晶體硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)廠家不斷尋找新的技術(shù)，改善現(xiàn)有工藝來(lái)提高電池的轉(zhuǎn)換效率；另外一個(gè)方面，晶體硅材料生產(chǎn)廠商拼命擴(kuò)產(chǎn)增加原材料的產(chǎn)出，同時(shí)晶體硅硅片切片廠商逐漸降低出廠硅片的厚度來(lái)滿足日益發(fā)展巿場(chǎng)的需求。晶體硅太陽(yáng)能電池原材料硅片的厚度從2003年左右的300微米降低到現(xiàn)在的200微米，甚至180微米。在不久的將來(lái)160微米，甚至更薄的硅片都會(huì)在晶體硅太陽(yáng)能電池行業(yè)中使用。薄硅片的使用會(huì)給晶體硅太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)帶來(lái)很多問(wèn)題，首先是弓片(彎曲片)問(wèn)題，大家知道，當(dāng)硅片很薄時(shí)，由于硅基底和銀、鋁、以及銀硅、鋁硅合金的熱膨脹系數(shù)不同，在經(jīng)過(guò)高溫合金化處理后會(huì)產(chǎn)生一定程度的彎曲，這個(gè)彎曲會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能電池生產(chǎn)和后繼組件制造上碎片率的增加，從而增加了整個(gè)太陽(yáng)能電池及組件制造行業(yè)的生產(chǎn)成本；另外一個(gè)方面，薄的硅片本身在太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)增加一定程度的碎片率，尤其是在絲網(wǎng)印刷過(guò)程中以及一些上下片的過(guò)程中，這也無(wú)形增加了太陽(yáng)能電池生產(chǎn)廠商的生產(chǎn)成本。近年來(lái)雖然使用更好設(shè)備及更加熟練人員的前提下，廠家把碎片率降低到一定程度，但是碎片問(wèn)題、弓片問(wèn)題依然是該行業(yè)中一個(gè)巨大的問(wèn)題。以前有人通過(guò)"靜壓"的方法可以一定程度上緩解晶體硅太陽(yáng)能電池的弓片問(wèn)題，但是該電池片去除"靜壓"處理一段時(shí)間后又恢復(fù)為弓片，而且"靜壓"處理方法本身也會(huì)導(dǎo)致一些電池片發(fā)生隱裂和破碎，結(jié)果也會(huì)給太陽(yáng)能電池生產(chǎn)廠家和組件制造中帶來(lái)碎片導(dǎo)致成本的增加。從原理上講制約太陽(yáng)能電池片弓片的主要問(wèn)題是沒(méi)有完全(最大程度地)釋放不同材料由于熱膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生的應(yīng)力。通常，晶體硅太陽(yáng)能熱應(yīng)力的產(chǎn)生主要由于硅和銀、鋁、以及銀硅、鋁硅合金的熱膨脹系數(shù)不同，當(dāng)通過(guò)燒結(jié)爐后，產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力，結(jié)果導(dǎo)致硅片發(fā)生一定程度的彎曲。有些時(shí)候，通過(guò)降低A1背場(chǎng)的厚度可以一定程度上緩減一部分彎曲問(wèn)題，但是A1背場(chǎng)的降低一方面會(huì)引起太陽(yáng)能電池的長(zhǎng)波響應(yīng)變差影響電池的電性能，另外一個(gè)方面還會(huì)在背面引起A1泡等其它問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，提供一種可以降低和去除晶體硅太陽(yáng)能電池片彎曲的方法——晶體硅太陽(yáng)能電池片彎曲片的矯正方法，可在不降低晶體硅太陽(yáng)能電池電性能的前提下解決太陽(yáng)能電池片彎曲的問(wèn)題。本發(fā)明晶體硅太陽(yáng)能電池片彎曲片的矯正方法，其步驟為1、將待矯正的彎曲的晶體硅太陽(yáng)能電池片(又稱弓片)密封包裝，后置于(TC以下(不包括(TC)的處理溫度環(huán)境中冷凍；為了保證電池片處理后電性能不降低，處理過(guò)程中，電池片必須密封包裝，可包裝多層；處理時(shí)間從幾秒到幾十分鐘不等，取決于單包電池片的數(shù)目和處理溫度，片數(shù)越多需要的時(shí)間一般越長(zhǎng)；處理溫度越低需要的時(shí)間越短。處理時(shí)間到達(dá)某一時(shí)間后，繼續(xù)延長(zhǎng)處理時(shí)間不影響電池片彎曲度的改善和性能的變化。2、當(dāng)弓片溫度降低到O'C以下后，再將弓片置于1(TC以上自然環(huán)境中；3、當(dāng)晶體硅太陽(yáng)能電池片溫度自然恢復(fù)到室溫且外包裝干燥后，開(kāi)啟封裝。因?yàn)楣瑥牡蜏靥幚憝h(huán)境拿到室溫環(huán)境下，外包裝很容易吸潮，故一定要等所有電池片的溫度自然恢復(fù)到室溫附近，外包裝干燥后再開(kāi)啟封裝，此時(shí)晶體硅太陽(yáng)能電池片不會(huì)因溫度微小的變化而吸潮。利用冷凍方法矯正弓片的物理原理在于經(jīng)過(guò)金屬化(或者是燒結(jié))后的電池片由于硅基底和銀、鋁、以及銀硅、銀鋁合金的熱膨脹系數(shù)不同，在經(jīng)過(guò)高溫合金化處理后導(dǎo)致電池片發(fā)生一定程度的應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致電池片發(fā)生一定程度的彎曲。而電池片經(jīng)過(guò)低溫冷凍處理過(guò)后-一從低溫到室溫的"退火"，原來(lái)導(dǎo)致電池片彎曲的應(yīng)力得以釋放，電池片恢復(fù)到平整。本發(fā)明晶體硅太陽(yáng)能電池片彎曲片的矯正方法，簡(jiǎn)單實(shí)用，矯正效果好，處理成本低。使用該方法處理后的電池片其可焊性不變，焊接過(guò)后電池片彎曲度不再恢復(fù)。本發(fā)明晶體硅太陽(yáng)能電池片彎曲片的矯正方法，較好冷凍處理溫度范圍在-10到-100度之間。所述密封包裝以真空密封包裝為最佳。圖1為冷凍處理前不同彎曲度電池片照片a)冷凍處理前彎曲度在1.5mm左右的晶體硅太陽(yáng)能電池片照片(實(shí)施例2)，b)冷凍處理前彎曲度在1.7mm左右的晶體硅太陽(yáng)能電池片照片(實(shí)施例3),c)冷凍處理前彎曲度在2.Omm左右的晶體硅太陽(yáng)能電池片照片(實(shí)施例4)，d)冷凍處理前彎曲度在2.5mm左右的晶體硅太陽(yáng)能電池片照片(實(shí)施例5),e)冷凍處理前彎曲度大于3.5mm的晶體硅太陽(yáng)能電池片照片(實(shí)施例6)，f)冷凍處理前彎曲度大于1.5mm的25片/包晶體硅太陽(yáng)能電池片照片(實(shí)施例8)，圖2對(duì)原某一彎曲度電池片應(yīng)冷凍處理后的照片a)原彎曲度在1.5mm左右的晶體硅太陽(yáng)能電池片冷凍處理后的照片(實(shí)施例2),b)原彎曲度在1.7mm左右的晶體硅太陽(yáng)能電池片冷凍處理后的照片(實(shí)施例3)，c)原彎曲度在2.0隱左右的晶體硅太陽(yáng)能電池片冷凍處理后的照片(實(shí)施例4)，d)原彎曲度在2.5mm左右的晶體硅太陽(yáng)能電池片冷凍處理后的照片(實(shí)施例5)，e)原彎曲度大于3.5mm晶體硅太陽(yáng)能電池片冷凍處理后的照片(實(shí)施例6),f)原彎曲度大于1.5mm的5片/包的晶體硅太陽(yáng)能電池片冷凍處理后的照片(實(shí)施例7)，g)原彎曲度大于1.5ram的25片/包的晶體硅太陽(yáng)能電池片冷凍處理后的照片(實(shí)施例8)，h)原彎曲度大于1.5mm的50片/包和100片/包的晶體硅太陽(yáng)能電池片冷凍處理后的照片(實(shí)施例9)圖3為6300片晶體硅太陽(yáng)能電池彎曲片處理前后的電性能分布圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1彎曲度為1.3mm左右的單片單晶硅太陽(yáng)能電池片以生產(chǎn)線上拿來(lái)一片彎曲度為1.3mm左右的單晶硅太陽(yáng)能電池片為初始樣品，首先用兩個(gè)塑料板將電池片保護(hù)起來(lái)，置入塑料密封袋中，然后將袋子中的空氣排擠出袋外，密封，最后再重復(fù)密封兩次。密封后將其放入冷凍裝置中，冷凍裝置的溫度設(shè)置為零下2'C。等電池片的溫度達(dá)到零下2'C后取出，平放在泡沫盒上，等其溫度與環(huán)境溫度(25'C)接近時(shí)，開(kāi)封，進(jìn)行彎曲度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明原來(lái)彎曲度為1.3mm左右的電池片經(jīng)過(guò)處理后，彎曲度下降為小于O.IO腿。處理前后的電性能沒(méi)有明顯的變化，見(jiàn)表l。冷凍處理后電池片顯示了良好的焊接性能，而且電池片焊接后電池片彎曲度沒(méi)有回復(fù)。實(shí)施例2彎曲度為1.5mm左右的單片單晶硅太陽(yáng)能電池片以生產(chǎn)線上拿來(lái)一片彎曲度為1.5mm左右的單晶硅太陽(yáng)能電池片為初始樣品(見(jiàn)圖la)，首先用兩個(gè)塑料板將電池片保護(hù)起來(lái)，然后將袋子中的空氣排擠出袋外，然后密封，最后再重復(fù)密封兩次。密封后將其放入冷凍裝置中，冷凍裝置的溫度設(shè)置為零下20'C。冷凍處理l分鐘后取出，平放在泡沬盒上，等其溫度與環(huán)境溫度(IO'C)接近時(shí)，開(kāi)封，進(jìn)行彎曲度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明原來(lái)彎曲度為1.5腿左右的電池片經(jīng)過(guò)處理后，彎曲度下降為小于0.10mm，見(jiàn)圖2a。處理前后的電性能沒(méi)有明顯的變化，見(jiàn)表1。冷凍處理后電池片顯示了良好的焊接性能，而且電池片焊接后電池片彎曲度沒(méi)有回復(fù)。實(shí)施例3彎曲度為1.7mm左右的單片單晶硅太陽(yáng)能電池片以生產(chǎn)線上拿來(lái)一片彎曲度為1.7mm左右的單晶硅太陽(yáng)能電池片為初始樣品(見(jiàn)圖lb)，首先用兩個(gè)塑料板將電池片保護(hù)起來(lái)，然后將袋子中的空氣排擠出袋外，然后密封，最后再重復(fù)密封兩次。密封后將其放入冷凍裝置中，冷凍裝置的溫度設(shè)置為零下25'C。冷凍處理10分鐘后取出，平放在泡沬盒上，等其溫度與環(huán)境溫度(25'C)接近時(shí)，開(kāi)封，進(jìn)行彎曲度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明原來(lái)彎曲度為1.7mm左右的電池片經(jīng)過(guò)處理后，彎曲度下降為O.lmm左右，見(jiàn)圖2b。處理前后的電性能沒(méi)有明顯的變化，見(jiàn)表l。冷凍處理后電池片顯示了良好的焊接性能，而且電池片焊接后電池片彎曲度沒(méi)有回復(fù)。實(shí)施例4彎曲度為2.0mm左右的單片單晶硅太陽(yáng)能電池片以生產(chǎn)線上拿來(lái)一片彎曲度為2.0mm左右的單晶硅太陽(yáng)能電池片為初始樣品(見(jiàn)圖lc),首先用兩個(gè)塑料板將電池片保護(hù)起來(lái)，然后將袋子中的空氣排擠出袋外，然后密封，最后再重復(fù)密封兩次。密封后將其放入冷凍裝置中，冷凍裝置的溫度設(shè)置為零下3(TC。冷凍處理5分鐘后取出，平放在泡沬盒上，等其溫度與環(huán)境溫度(25°C)接近時(shí)，開(kāi)封，進(jìn)行彎曲度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明原來(lái)彎曲度為2.0mm左右的電池片經(jīng)過(guò)處理后，彎曲度下降為O.lmm左右，見(jiàn)圖2c。處理前后的電性能沒(méi)有明顯的變化，見(jiàn)表1。冷凍處理后電池片顯示了良好的焊接性能，而且電池片焊接后電池片彎曲度沒(méi)有回復(fù)。實(shí)施例5彎曲度為2.5mm左右的單片單晶硅太陽(yáng)能電池片以生產(chǎn)線上拿來(lái)一片彎曲度為2.5mm左右的單晶硅太陽(yáng)能電池片為初始樣品(見(jiàn)圖ld)，首先用兩個(gè)塑料板將電池片保護(hù)起來(lái)，然后將袋子中的空氣排擠出袋外，然后密封，最后再重復(fù)密封兩次。密封后將其放入冷凍裝置中，冷凍裝置的溫度設(shè)置為零下3(TC。冷凍處理15分鐘后取出，平放在泡沬盒上，等其溫度與環(huán)境溫度(25'C)接近時(shí)，開(kāi)封，進(jìn)行彎曲度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明原來(lái)彎曲度為2.5mm左右的電池片經(jīng)過(guò)處理后，彎曲度下降為O.lmm左右，見(jiàn)圖2d。處理前后的電性能沒(méi)有明顯的變化，見(jiàn)表l。冷凍處理后電池片顯示了良好的焊接性能，而且電池片焊接后電池片彎曲度沒(méi)有回復(fù)。實(shí)施例6彎曲度大于3.5mm的單片單晶硅太陽(yáng)能電池片以生產(chǎn)線上拿來(lái)一片彎曲度大于3.5mm的單晶硅太陽(yáng)能電池片為初始樣品(見(jiàn)圖le)，首先用兩個(gè)塑料板將電池片保護(hù)起來(lái)，然后將袋子中的空氣排擠出袋外，然后密封，最后再重復(fù)密封兩次。密封后將其放入冷凍裝置中，冷凍裝置的溫度設(shè)置為零下40°C。冷凍處理5分鐘后取出，平放在泡沫盒上，等其溫度與環(huán)境溫度(25°C)接近時(shí)，開(kāi)封，進(jìn)行彎曲度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明原來(lái)彎曲度大于3.5mm的電池片經(jīng)過(guò)處理后，彎曲度下降為0.5mm左右，見(jiàn)圖2e。處理前后的電性能沒(méi)有明顯的變化，見(jiàn)表1。冷凍處理后電池片顯示了良好的焊接性能，而且電池片焊接后電池片彎曲度沒(méi)有回復(fù)。實(shí)施例7彎曲度大于1.5mm的5片/包單晶硅太陽(yáng)能電池片以生產(chǎn)線上隨機(jī)拿來(lái)5片彎曲度大于1.5mm的單晶硅太陽(yáng)能電池片為初始樣品，首先用兩個(gè)塑料板將電池片保護(hù)起來(lái)，然后將袋子中的空氣排擠出袋外，然后密封，最后再重復(fù)密封兩次。密封后將其放入冷凍裝置中，冷凍裝置的溫度設(shè)置為零下l(TC。冷凍處理30分鐘后取出，平放在泡沬盒上，等其溫度與環(huán)境溫度(25'C)接近時(shí)，開(kāi)封，進(jìn)行彎曲度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明原來(lái)彎曲度為大于1.5mm的電池片經(jīng)過(guò)處理后，彎曲度下降為小于O.lmm，典型的處理后照片如圖2f。處理前后的電性能沒(méi)有明顯的變化，見(jiàn)表l。冷凍處理后電池片顯示了良好的焊接性能，而且電池片焊接后電池片彎曲度沒(méi)有回復(fù)。實(shí)施例8彎曲度大于1.5mm的25片/包單晶硅太陽(yáng)能電池片以生產(chǎn)線上拿來(lái)25片彎曲度大于1.5mm的單晶硅太陽(yáng)能電池片為初始樣品(見(jiàn)圖lf),首先用兩個(gè)塑料板將電池片保護(hù)起來(lái)，然后將袋子中的空氣排擠出袋外，然后密封，最后再重復(fù)密封兩次。密封后將其放入冷凍裝置中，冷凍裝置的溫度設(shè)置為零下20'C。冷凍處理30分鐘后取出，平放在泡沬盒上，等其溫度與環(huán)境溫度(25'C)接近時(shí)，開(kāi)封，進(jìn)行彎曲度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明原來(lái)彎曲度大于1.5mm的電池片經(jīng)過(guò)處理后，彎曲度都小于O.lmm,見(jiàn)圖2g。處理前后的電性能沒(méi)有明顯的變化，見(jiàn)表l。冷凍處理后電池片顯示了良好的焊接性能，而且電池片焊接后電池片彎曲度沒(méi)有回復(fù)。實(shí)施例9彎曲度大于1.5mm的50片/包和100片/包單晶硅太陽(yáng)能電池片以生產(chǎn)線上拿來(lái)6300片彎曲度大于1.5mm的單晶硅太陽(yáng)能電池片為初始樣品，首先用兩個(gè)塑料板將電池片保護(hù)起來(lái)，然后將袋子中的空氣排擠出袋外，然后密封，最后再重復(fù)密封兩次，每包的片數(shù)為50片或者100片。密封后將其放入冷凍裝置中，冷凍處理?xiàng)l件為零下15'C處理40分鐘和零下40。C處理30分鐘，冷凍處理結(jié)東后取出，平放在泡沬盒上，等其溫度與環(huán)境溫度(25'C)接近時(shí)，開(kāi)封，進(jìn)行彎曲度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明原來(lái)彎曲度大于1.5mm的電池片經(jīng)過(guò)處理后，彎曲度都小于O.lmm，見(jiàn)圖2h。"00片電池片處理前后其電性能沒(méi)有明顯的變化，見(jiàn)圖3。實(shí)施例10彎曲度大于1.5mm的100片/包和200片/包單晶硅太陽(yáng)能電池片以生產(chǎn)線上拿來(lái)300片彎曲度大于1.5mm的單晶硅太陽(yáng)能電池片為初始樣品，首先用兩個(gè)塑料板將電池片保護(hù)起來(lái)，然后將袋子中的空氣排擠出袋外，然后密封，最后再重復(fù)密封兩次，每包的片數(shù)為100片或者200片。密封后將其放入冷凍裝置中，冷凍處理?xiàng)l件為零下200'C處理5分鐘和零下200。C處理10分鐘，冷凍處理結(jié)束后取出，平放在泡沫盒上，等其溫度與環(huán)境溫度(25°C)接近時(shí)，開(kāi)封，進(jìn)行彎曲度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明原來(lái)彎曲度大于1.5mm的電池片經(jīng)過(guò)處理后，彎曲度都小于0.1mm。300片電池片處理前后其電性能沒(méi)有明顯的變化，見(jiàn)表一。表l部分實(shí)驗(yàn)片電池片處理前后的電性能和彎曲度數(shù)據(jù)表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>注釋R(4):R檔的4片，其它同樣的標(biāo)記。權(quán)利要求1、一種晶體硅太陽(yáng)能電池片彎曲片的矯正方法，其步驟為A、將待矯正的彎曲的晶體硅太陽(yáng)能電池片密封包裝，后置于0℃以下的冷凍處理溫度環(huán)境中冷凍；B、當(dāng)弓片溫度降低到0℃以下后，再將弓片置于10℃以上自然環(huán)境中；C、當(dāng)晶體硅太陽(yáng)能電池片溫度自然恢復(fù)到室溫且外包裝干燥后，開(kāi)啟封裝。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的晶體硅太陽(yáng)能電池片彎曲片的矯正方法，其特征是所述冷凍處理溫度為-10°0:~-100'0:之間。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種晶體硅太陽(yáng)能電池片彎曲片的矯正方法，其步驟為A.將待矯正的彎曲的晶體硅太陽(yáng)能電池片密封包裝，后置于0℃以下的冷凍處理溫度環(huán)境中冷凍；B.當(dāng)弓片溫度降低到0℃以下后，再將弓片置于10℃以上自然環(huán)境中；C.當(dāng)晶體硅太陽(yáng)能電池片溫度自然恢復(fù)到室溫且外包裝干燥后，開(kāi)啟封裝。本發(fā)明方法，簡(jiǎn)單實(shí)用，矯正效果好，處理成本低。使用該方法處理后的電池片其可焊性不變，焊接過(guò)后電池片彎曲度不再恢復(fù)。文檔編號(hào)H01L31/18GK101393946SQ200810024438公開(kāi)日2009年3月25日申請(qǐng)日期2008年3月20日優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日發(fā)明者倪志春,王艾華,趙建華申請(qǐng)人:中電電氣(南京)光伏有限公司