本發(fā)明涉及一種金剛線太陽能電池片的制絨工藝及擴散工藝。

背景技術：

隨著社會的發(fā)展，煤炭、石油等不可再生資源日益減少，尋找和開發(fā)新能源成為當前人類面臨的迫切課題。光伏發(fā)電作為一種最具潛力的可再生能源利用方式，成為取代傳統(tǒng)的石化能源，支持人類可持續(xù)發(fā)展的主要技術，在最近幾年來獲得了飛速的發(fā)展，在不遠的將來會占據(jù)世界能源消費的重要席位。

近幾年來，隨著市場對電池轉(zhuǎn)換效率和降耗降本的要求越來越高。金剛線切割多晶太陽能電池由于成本相對傳統(tǒng)鑄錠切割工藝成本要低很多，尤其是在2014年之后,隨著金剛線生產(chǎn)技術的進步,金剛線切片成本逐漸下降,截止2016年底多數(shù)單晶硅廠完成了砂漿線到金剛線的產(chǎn)線升級,使用金剛線切片后，切片成本相比以前的砂漿線每片可以節(jié)省0.5元左右,單晶硅使用堿制絨,反應為各向異性,絨面形成不依賴于表面損傷層狀態(tài),因此金剛線切割的單晶硅片,在電池端基本不用調(diào)整即可使用,甚至于因為金剛線切割后的硅片表面光滑、損傷層淺，相同工藝條件下，金剛線工藝切割的硅片光電轉(zhuǎn)換效率還略高于同檔位的砂漿片；然而對于多晶片來說，金剛線切多晶還有若干問題需待解決，其中最關鍵的是：(1)多晶硅晶向雜亂存在硬質(zhì)點，導致切片時斷線率較高；(2)傳統(tǒng)多晶制絨使用hno3/hf/h2o體系制絨，反應起始于表面損傷層，絨面結(jié)構(gòu)完全取決于表面損傷層形貌結(jié)構(gòu)，而金剛線切割硅片的表面損傷層較淺且分布不均經(jīng)常規(guī)酸制絨后，表面反射率依舊很高，切割紋清晰可見，電池效率較砂漿片低0.2-0.4％；由此可見，如果多晶制絨問題不解決，金剛線多晶將很難推廣。金剛線多晶解困之道，主要可以從以下兩個方向做嘗試：

①常規(guī)化學法；該方法工藝簡單，成本低，但是其減反射效果并不顯著；

②黑硅工藝；黑硅工藝的絨面結(jié)構(gòu)可以在納米級和微米級之間靈活控制，其減反射效果非常好，但是全套工藝匹配下來，成本增加了數(shù)十倍以上。

現(xiàn)有的擴散工藝存在與多晶金剛線制絨工藝不匹配的問題。

因此，設計出一種金剛線太陽能電池片的制絨工藝及擴散工藝是很有必要的。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個目的是針對現(xiàn)有的技術存在上述問題，提出了一種金剛線太陽能電池片的制絨工藝，它具有多晶硅反射率低的特點。

本發(fā)明的第一個目的可通過下列技術方案來實現(xiàn)：一種金剛線太陽能電池片的制絨工藝，其特征在于，包括如下步驟：

a、制絨：將硅片浸入硝酸、氫氟酸和水的混合溶液中，加入多晶添加劑，對硅片進行酸制絨；

b、超純水清洗硅片表面：采用超純水對硅片表面進行清洗，以去除硅片表面的酸；

c、堿洗：將硅片浸入堿液中進行清洗，以去除硅片表面的多孔硅，同時中和硅片表面殘留的酸；

d、超純水清洗硅片表面：采用超純水對硅片表面進行清洗，以去除硅片表面殘留的堿；

e、氫氟酸和鹽酸的混合酸溶液清洗：將硅片浸入氫氟酸和鹽酸的混合酸溶液中進行清洗，以去除硅片表面多余的堿，同時清除金屬離子；

f、超純水清洗并烘干：采用超純水對硅片表面進行清洗后，將硅片進行烘干。

所述步驟a中的氫氟酸與硝酸的體積比例為1：4-4.5，氫氟酸的濃度為49-50％，硝酸的濃度為69％；制絨溫度為9-11℃，制絨時間為2-3min。

所述步驟a中的多晶添加劑的成分及比例如下：緩蝕劑4-7％、高效清洗劑2-4％、高分子擴散劑12-16％、穩(wěn)定劑2-4％、表面催化劑6-8％、非極性表面活性劑15-20％、其余為蒸餾水。

所述步驟b和d中的清洗溫度為20-40℃，清洗時間為0.5-1min。

所述步驟c中的堿液為氫氧化鈉，氫氧化鈉的濃度為48％，清洗溫度為25-30℃,清洗時間為0.5-1min。

所述步驟e中的氫氟酸的濃度為49-50％，鹽酸的濃度為36-39％，清洗時間為2-3min，清洗溫度為25-30℃。

所述步驟f中的清洗溫度為20-25℃，清洗時間為0.5-1min,烘干溫度為60-75℃，烘干時間為0.5-1min。

本發(fā)明通過先用混合溶液對金剛線切割的硅片表面進行處理，使硅片表面形成多孔結(jié)構(gòu)，從而增大硅片的反應活性，用多晶添加劑對硅片進行再腐蝕處理，使硅片表面形成凹凸不平的形貌結(jié)構(gòu)，使其具有良好陷光效果，有效的降低了金剛線切割多晶硅片制絨后的反射率，多晶硅反射率低。

本發(fā)明通過采用混合溶液匹配多晶添加劑的配方，對硅片進行化學腐蝕的方式，來增大硅片表面的反應的氫離子活性，且不會在硅片表面形成過多的復合中心，使最終所得多晶太陽電池的短路電流會隨著反射率的下降而上升，同時保證電池的開路電壓不會下降，從而可有效提高金剛線切割硅片制成的多晶太陽電池成品轉(zhuǎn)換效率提上0.2％以上，主要是短路電流提升100ma以上，電池轉(zhuǎn)換率高。

本發(fā)明所用的制絨方法不需要在傳統(tǒng)生產(chǎn)線的基礎上增加額外的化學藥品及特種氣體的使用種類，也不會增加外圍污水及廢氣處理的負擔，環(huán)境污染小。

本發(fā)明的第二個目的是針對現(xiàn)有的技術存在上述問題，提出了一種金剛線太陽能電池片的擴散工藝，它具有更高的轉(zhuǎn)換效率的特點。

本發(fā)明的第二個目的可通過下列技術方案來實現(xiàn)：一種金剛線太陽能電池片的擴散工藝，其特征在于，包括如下步驟：

a、低溫沉積：通過裝卸片系統(tǒng)將制絨好的硅片裝入石英舟中，將石英舟置入普通的擴散爐中，擴散爐中溫度在750-780℃保持8-12min，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積比為66：1，所述小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為1：36；

b、變溫沉積：將擴散爐內(nèi)的溫度在15-17min內(nèi)提升至810-83o℃，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積比為69：1，所述小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為1：40；

c、高溫沉積：將擴散爐內(nèi)的溫度在825-845℃進行6-10min的保溫，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積比為64：1，所述小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為1：32；

d、升溫：在5-7min內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度升至845-855℃，升溫過程中向擴散爐內(nèi)通入大氮；

e、高溫推結(jié)：待擴散爐內(nèi)的溫度在855℃時穩(wěn)定后，在11-14min內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮和氧氣的混合氣體，所述氧氣占上述混合氣體體積的42-45％；

f、冷卻：在14-16min內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度降至770℃，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣的混合氣體，所述氧氣占上述混合氣體體積的35-38％；

g、取料：通過裝卸片系統(tǒng)將石英舟中擴散好的硅片取出，并進行存放。

所述擴散爐內(nèi)的氣體流量恒定。

所述擴散爐內(nèi)的氣體通入流量為6.8l/min-8.8l/min。

所述小氮流量為1.1l/min-1.5l/min，所述氧氣的流量為0.36l/min-0.56l/min，所述大氮的流量為6.3l/min-6.5l/min。

所述步驟a中的小氮流量為1.1l/min，所述氧氣的流量為0.4l/min，所述大氮的流量為6.5l/min。

所述步驟b中的小氮流量為1.2l/min，所述氧氣的流量為0.36l/min，所述大氮的流量為6.4l/min。

所述步驟c中的小氮流量為1.4l/min，所述氧氣的流量為0.36l/min，所述大氮的流量為6.4l/min。

所述硅片的方塊電阻為85-95ω/□。

采用以上制絨和擴散的配套工藝，可以使得在不增加成本和環(huán)境負擔的情況下，使得金剛線切割硅片制絨后具有更低的反射率，增加短路電流的同時規(guī)避了開路電壓的損失，進而提高金剛線多晶太陽電池的轉(zhuǎn)換效率0.2％以上；并在低濃度高低溫淺結(jié)擴散工藝的輔助下進一步提升短路電流，降低串聯(lián)，使得組件封裝損耗進一步減少。

本發(fā)明所用的擴散工藝降低了擴散表面濃度，減少了擴散時的符合速率和復合中心，降低了暗電流的影響，進一步提升了短路電流和降低了串聯(lián)電阻，提升了填充因子，降低了組件的封裝損耗率。

所述步驟a和g中的裝卸片系統(tǒng)包括機架，機架中部設置有安裝板，安裝板與一能帶動其上下移動的升降機構(gòu)相連，安裝板上固定有能使石英舟傾斜放置的放置板，機架上部依次設置有供料裝置和取放裝置。

裝卸片系統(tǒng)的工作原理如下：將石英舟傾斜放在放置板上，通過升降機構(gòu)帶動安裝板上下移動，安裝板帶動放置板上下移動，放置板帶動石英舟上下移動，使其位于所需位置，通過供料裝置提供硅片，通過取放裝置將硅片裝入石英舟中，操作方便。

所述升降機構(gòu)包括支架、導軌、滑塊、齒條、齒輪和伺服電機，支架固定在機架中部，導軌豎直固定在支架上，滑塊設置在導軌上，滑塊上螺紋連接有螺桿，螺桿一端能與導軌相抵靠，螺桿另一端和手輪相連，齒條豎直固定在支架上，伺服電機固定在滑塊上，伺服電機的輸出軸水平設置，齒輪固定在伺服電機的輸出軸端部，且齒輪與齒條相嚙合，安裝板固定在滑塊上；導軌上還具有刻度線。

當需要調(diào)節(jié)放置板的位置時，控制伺服電機的輸出軸轉(zhuǎn)動，伺服電機的輸出軸帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪與齒條逐漸嚙合使滑塊沿著導軌上下移動，滑塊帶動安裝板上下移動，安裝板帶動放置板上下移動，使其移動到所需位置，轉(zhuǎn)動螺桿將滑塊固定在導軌上，從而可調(diào)節(jié)放置板的位置。

所述供料裝置包括安裝架、轉(zhuǎn)動軸和轉(zhuǎn)盤，安裝架固定在機架上部，轉(zhuǎn)動軸水平設置在安裝架上，轉(zhuǎn)動軸一端與一能帶動其轉(zhuǎn)動的動力機構(gòu)相連，轉(zhuǎn)動軸另一端和轉(zhuǎn)盤相連，轉(zhuǎn)盤上固定有若干定位板，定位板上通過可拆卸結(jié)構(gòu)設置有用于儲存硅片的儲料件，儲料件包括基板、左側(cè)板和右側(cè)板，左側(cè)板固定在基板上，右側(cè)板通過連桿固定在左側(cè)板上，左側(cè)板與右側(cè)板之間水平設置有若干轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸一端和左側(cè)板上部相連，轉(zhuǎn)軸另一端和右側(cè)板上部相連，轉(zhuǎn)軸中部和分隔片上部相連，分隔片下部為活動端，相鄰兩活動端之間通過彈性的連接條相連，相鄰兩分隔片之間形成用于儲存硅片的儲存部；基板上設置有能使活動端展開的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括第一氣囊、第二氣囊、輸氣管和第一氣泵，第一氣囊固定在分隔片上端，且分隔片上端的兩側(cè)均分布有第一氣囊，第二氣囊固定在分隔片下端，且分隔片下端的兩側(cè)均分布有第二氣囊，第一氣囊的容積小于第二氣囊的容積，第一氣囊和第二氣囊均能與硅片相接觸，輸氣管一端和第一氣囊相連通，輸氣管另一端和第二氣囊相連通，輸氣管中部通過連管和第一氣泵相連通；基板上還設有限位結(jié)構(gòu)，限位結(jié)構(gòu)包括安裝塊、驅(qū)動電機、連接繩、彈簧和限位板，安裝塊固定在基板下部，彈簧一端和安裝塊相連，彈簧另一端和限位板相連，且限位板能與最外側(cè)的分隔片相抵靠，驅(qū)動電機固定在安裝塊上，驅(qū)動電機的輸出軸水平設置，連接繩一端和驅(qū)動電機的輸出軸端部相連，連接繩另一端和限位板相連。

當需要提供硅片時，將儲料件通過可拆卸結(jié)構(gòu)固定在定位板上，開啟第一氣泵，通過輸氣管將空氣輸送到第一氣囊和第二氣囊中，通過第一氣囊和第二氣囊的變形驅(qū)動活動端展開，使分隔片展開形成弧形，且第一氣囊和第二氣囊將硅片夾住，通過動力機構(gòu)帶動轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤帶動定位板轉(zhuǎn)動，定位板帶動儲料件轉(zhuǎn)動到所需位置，將硅片從儲料件中的儲存部取出，由于對分隔片進行了展開，可方便將硅片取出，同時，也方便對硅片進行檢查。

當分隔片收攏時，通過彈簧的彈力使限位板和最外側(cè)的分隔片將抵靠；當分隔片展開時，控制驅(qū)動電機的輸出軸轉(zhuǎn)動，驅(qū)動電機的輸出軸使連接繩變短，連接繩使限位板失效。

所述安裝架上還設置推送機構(gòu)，推送機構(gòu)包括推桿電機和推塊，推桿電機固定在安裝架上，推桿電機的推桿傾斜向下，推塊固定在推桿電機的推桿端部，推塊能伸入到儲存部中。

當需要將儲料部中的硅片推送出時，控制推桿電機的推桿上下移動，推桿電機的推桿帶動推塊上下移動，推塊將儲存部中的硅片推送出。

所述動力機構(gòu)包括步進電機、主動輪、從動輪和皮帶，步進電機固定在安裝架上，步進電機的輸出軸水平設置，主動輪固定在步進電機的輸出軸端部，從動輪固定在轉(zhuǎn)動軸一端，皮帶套設在主動輪與從動輪之間。

當需要使轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時，控制步進電機的輸出軸轉(zhuǎn)動，步進電機的輸出軸帶動主動輪轉(zhuǎn)動，主動輪通過皮帶帶動從動輪轉(zhuǎn)動，從動輪帶動轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，從而可使轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。

作為另一種情況，所述動力機構(gòu)包括步進電機和減速器，步進電機固定在安裝架上，步進電機的輸出軸水平設置，步進電機的輸出軸和減速器的輸入端相連，減速器的輸出端和轉(zhuǎn)動軸一端相連。

當需要使轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時，控制步進電機的輸出軸轉(zhuǎn)動，步進電機的輸出軸帶動減速器的輸入端轉(zhuǎn)動，減速器的輸出端帶動轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，從而可使轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。

所述可拆卸結(jié)構(gòu)包括鐵片和電磁鐵，定位板上開設有定位槽，鐵片設置在定位槽內(nèi)，電磁鐵固定在基板上，且電磁鐵能與鐵片相接觸。

采用以上結(jié)構(gòu)，將基板放入定位槽中，通過電磁鐵和鐵片相接觸，從而將基板固定在定位板上。

所述取放裝置包括取放吸盤、第二氣泵、電磁閥和開關，取放吸盤通過彈性的繩子連接在機架上部，第二氣泵固定在機架上部，第二氣泵通過連接管和取放吸盤相連通，電磁閥設置在連接管上，取放吸盤上還固定有操作桿，開關固定在操作桿上，開關通過線路與電磁閥相連。

當需要對硅片進行取放時，通過操作桿帶動取放吸盤上下移動，取放吸盤將儲存部中的硅片取下，并將硅片放入到石英舟中，取放方便。

所述機架下部還固定有底板，底板上設置有能對石英舟進行冷卻的冷卻裝置，冷卻裝置包括冷卻箱、輸送帶和風機，冷卻箱通過連接架固定在底座上，冷卻箱一端具有輸入口，冷卻箱另一端具有輸出口，冷卻箱上部和排氣管一端相連通，排氣管另一端能與外界相連通，輸送帶設置在連接架上，且輸送帶從輸入口穿入并從輸出口穿出，風機通過連接桿固定在冷卻箱內(nèi)，風機位于輸送帶下方，風機的出風口朝上。

當需要對石英舟進行冷卻時，通過輸送帶將石英舟輸送到冷卻箱中，通過風機對石英舟進行冷卻，產(chǎn)生的熱量從排氣管排到外界，冷卻效果好。

所述底板上還設置有輔助機構(gòu)，輔助機構(gòu)包括空壓機、推送板和進氣管，冷卻箱下端開設有導流口，推送板通過彈性的連接片將導流口封閉住，且推送板與一能帶動其上下移動的升降結(jié)構(gòu)相連，空壓機固定在底板上，進氣管一端和空壓機相連通，進氣管另一端伸入到冷卻箱內(nèi)，且進氣管另一端朝向推送板；升降結(jié)構(gòu)包括第一氣缸和真空吸盤，第一氣缸豎直固定在底座上，第一氣缸的活塞桿豎直向上，真空吸盤固定在第一氣缸的活塞桿端部，且真空吸盤能與推送塊相接觸；冷卻箱上部還固定有第二氣缸，第二氣缸的活塞桿豎直向下，第二氣缸的活塞桿端部伸入到冷卻箱內(nèi)和升降板相連，升降板上開設有若干通氣孔，升降板下端豎直設置有若干導熱桿，導熱桿位于輸送帶上方，且導熱桿能與輸送帶相抵靠。

采用以上結(jié)構(gòu)，控制第二氣缸的活塞桿向下移動，第二氣缸的活塞桿帶動升降板向下移動，升降板帶動導熱桿向下移動，導熱桿和石英舟接觸，對其進行導熱；通過真空吸盤將推送板吸住，控制第一氣缸的活塞桿向下移動，第一氣缸的活塞桿帶動推送板向下移動，通過空壓機將外界空氣從進氣管輸送到導流口處，控制真空吸盤和推送板脫離，在連接片的彈力作用下，推送板將空氣快速向上推送，重復上述步驟，可使冷卻箱中的熱量快速排出，輔助效果好。

作為另一種情況，所述底板上還設置有輔助機構(gòu)，輔助機構(gòu)包括輸氣泵、封閉板和進氣管，進氣管一端和冷卻箱下部相連通，進氣管另一端和輸氣泵相連通，封閉板設置在冷卻箱內(nèi)，封閉板上開設有通氣槽，封閉板上還設置有能將通氣槽封閉住的密封彈片，密封彈片一端和封閉板相連，密封彈片另一端與一能帶動其來回移動的第一氣缸相連，封閉板還與一能帶動其上下升降的第二氣缸相連。

采用以上結(jié)構(gòu)，通過第一氣缸的活塞桿帶動密封彈片另一端移動，使密封彈片將通氣槽封閉住，通過第二氣缸帶動封閉板向上移動，將冷卻箱內(nèi)的熱量向上排出，重復上述步驟，可使冷卻箱中的熱量快速排出，輔助效果好；封閉板復位時，封閉板的通氣槽為打開狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術相比，本金剛線太陽能電池片的制絨工藝及擴散工藝具有該優(yōu)點：

1、本發(fā)明通過先用混合溶液對金剛線切割的硅片表面進行處理，使硅片表面形成多孔結(jié)構(gòu)，從而增大硅片的反應活性，用多晶添加劑對硅片進行再腐蝕處理，使硅片表面形成凹凸不平的形貌結(jié)構(gòu)，使其具有良好陷光效果，有效的降低了金剛線切割多晶硅片制絨后的反射率，多晶硅反射率低。

2、本發(fā)明通過采用混合溶液匹配多晶添加劑的配方，對硅片進行化學腐蝕的方式，來增大硅片表面的反應的氫離子活性，且不會在硅片表面形成過多的復合中心，使最終所得多晶太陽電池的短路電流會隨著反射率的下降而上升，同時保證電池的開路電壓不會下降，從而可有效提高金剛線切割硅片制成的多晶太陽電池成品轉(zhuǎn)換效率提上0.2％以上，主要是短路電流提升100ma以上，電池轉(zhuǎn)換率高。

3、本發(fā)明所用的制絨方法不需要在傳統(tǒng)生產(chǎn)線的基礎上增加額外的化學藥品及特種氣體的使用種類，也不會增加外圍污水及廢氣處理的負擔，環(huán)境污染小。

4、本發(fā)明所用的擴散工藝降低了擴散表面濃度，減少了擴散時的符合速率和復合中心，降低了暗電流的影響，進一步提升了短路電流和降低了串聯(lián)電阻，提升了填充因子，降低了組件的封裝損耗率。

附圖說明

圖1是裝卸片系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是裝卸片系統(tǒng)中升降機構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是裝卸片系統(tǒng)中儲料件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是裝卸片系統(tǒng)中儲料件的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是裝卸片系統(tǒng)中動力機構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是裝卸片系統(tǒng)中動力機構(gòu)另一實施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是裝卸片系統(tǒng)中取放裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是裝卸片系統(tǒng)中輔助機構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是裝卸片系統(tǒng)中輔助機構(gòu)另一實施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、機架；2、安裝板；3、放置板；4、轉(zhuǎn)動軸；5、安裝架；6、定位板；6a、定位槽；7、鐵片；8、轉(zhuǎn)盤；9、推桿電機；11、推塊；12、排氣管；13、輸送帶；14、連接架；15、底板；16、冷卻箱；16a、導流口；17、螺桿；18、手輪；19、滑塊；21、導軌；22、齒條；23、伺服電機；24、齒輪；25、支架；26、基板；27、左側(cè)板；28、右側(cè)板；29、轉(zhuǎn)軸；31、限位板；32、彈簧；33、連接繩；34、安裝塊；35、驅(qū)動電機；36、連管；37、第一氣泵；38、第一氣囊；39、輸氣管；41、分隔片；42、第二氣囊；43、步進電機；44、皮帶；45、從動輪；46、主動輪；47、減速器；48、開關；49、操作桿；51、電磁閥；52、連接管；53、第二氣泵；54、繩子；55、取放吸盤；56、空壓機；57、進氣管；58、第二氣缸；59、升降板；61、導熱桿；62、風機；63、連接片；64、推送板；65、第一氣缸；66、真空吸盤；67、輸氣泵；68、封閉板；68a、通氣槽；69、密封彈片。

具體實施方式

以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。

本金剛線太陽能電池片的制絨工藝，包括如下步驟：

a、制絨：將硅片浸入硝酸、氫氟酸和水的混合溶液中，加入多晶添加劑，對硅片進行酸制絨；

b、超純水清洗硅片表面：采用超純水對硅片表面進行清洗，以去除硅片表面的酸；

c、堿洗：將硅片浸入堿液中進行清洗，以去除硅片表面的多孔硅，同時中和硅片表面殘留的酸；

d、超純水清洗硅片表面：采用超純水對硅片表面進行清洗，以去除硅片表面殘留的堿；

e、氫氟酸和鹽酸的混合酸溶液清洗：將硅片浸入氫氟酸和鹽酸的混合酸溶液中進行清洗，以去除硅片表面多余的堿，同時清除金屬離子；

f、超純水清洗并烘干：采用超純水對硅片表面進行清洗后，將硅片進行烘干。

步驟a中的氫氟酸與硝酸的體積比例為1：4-4.5，氫氟酸的濃度為49-50％，硝酸的濃度為69％；制絨溫度為9-11℃，制絨時間為2-3min；在本實施例中，步驟a中的氫氟酸與硝酸的體積比例為1：4.2，氫氟酸的濃度為49％，硝酸的濃度為69％；制絨溫度為10℃，制絨時間為2min；

步驟a中的多晶添加劑的成分及比例如下：緩蝕劑4-7％、高效清洗劑2-4％、高分子擴散劑12-16％、穩(wěn)定劑2-4％、表面催化劑6-8％、非極性表面活性劑15-20％、其余為蒸餾水；緩蝕劑、高效清洗劑、高分子擴散劑、穩(wěn)定劑、表面催化劑和非極性表面活性劑均采用市場上可以買到的現(xiàn)有產(chǎn)品，蒸餾水可以采用市場上可以買到的等離子蒸餾水。

根據(jù)實際情況，也可以采用該種方案，步驟a中的多晶添加劑成分及比例如下：緩蝕劑5％、高效清洗劑3％、高分子擴散劑14％、穩(wěn)定劑3％、表面催化劑5％、非極性表面活性劑17％、蒸餾水53％。

步驟b和d中的清洗溫度為20-40℃，清洗時間為0.5-1min；在本實施例中，步驟b和d中的清洗溫度為30℃，清洗時間為0.5min。

步驟c中的堿液為氫氧化鈉，氫氧化鈉的濃度為48％，清洗溫度為25-30℃,清洗時間為0.5-1min；在本實施例中，步驟c中的堿液為氫氧化鈉，氫氧化鈉的濃度為48％，清洗溫度為28℃,清洗時間為0.5min。

步驟e中的氫氟酸的濃度為49-50％，鹽酸的濃度為36-39％，清洗時間為2-3min，清洗溫度為25-30℃；在本實施例中，步驟e中的氫氟酸的濃度為49％，鹽酸的濃度為37％，清洗時間為2min，清洗溫度為28℃。

步驟f中的清洗溫度為20-25℃，清洗時間為0.5-1min,烘干溫度為60-75℃，烘干時間為0.5-1min；在本實施例中，步驟f中的清洗溫度為22℃，清洗時間為0.5min,烘干溫度為65℃，烘干時間為0.5min。

本金剛線太陽能電池片的擴散工藝，包括如下步驟：

a、低溫沉積：通過裝卸片系統(tǒng)將制絨好的硅片裝入石英舟中，將石英舟置入普通的擴散爐中，擴散爐中溫度在750-780℃保持8-12min，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為66：1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為1：36；在本實施例中，通過裝卸片系統(tǒng)將制絨好的硅片裝入石英舟中，將石英舟置入普通的擴散爐中，擴散爐中溫度在760℃保持9min，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為66：1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為1：36；

b、變溫沉積：將擴散爐內(nèi)的溫度在15-17min內(nèi)提升至810-83o℃，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為69：1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為1：40；在本實施例中，將擴散爐內(nèi)的溫度在16min內(nèi)提升至820℃，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為69：1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為1：40；

c、高溫沉積：將擴散爐內(nèi)的溫度在825-845℃進行6-10min的保溫，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為64：1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為1：32；在本實施例中，將擴散爐內(nèi)的溫度在830℃進行8min的保溫，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為64：1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為1：32；

d、升溫：在5-7min內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度升至845-855℃，升溫過程中向擴散爐內(nèi)通入大氮；在本實施例中，在6min內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度升至850℃，升溫過程中向擴散爐內(nèi)通入大氮；

e、高溫推結(jié)：待擴散爐內(nèi)的溫度在855℃時穩(wěn)定后，在11-14min內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮和氧氣的混合氣體，氧氣占上述混合氣體體積的43％；在本實施例中，待擴散爐內(nèi)的溫度在855℃時穩(wěn)定后，在12min內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮和氧氣的混合氣體，氧氣占上述混合氣體體積的43％；

f、冷卻：在14-16min內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度降至770℃，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣的混合氣體，氧氣占上述混合氣體體積的35-38％；在本實施例中，在15min內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度降至770℃，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣的混合氣體，氧氣占上述混合氣體體積的36％；

g、取料：通過裝卸片系統(tǒng)將石英舟中擴散好的硅片取出，并進行存放。

擴散爐內(nèi)的氣體流量恒定。

擴散爐內(nèi)的氣體通入流量為6.8l/min-8.8l/min。

小氮流量為1.1l/min-1.5l/min，氧氣的流量為0.36l/min-0.56l/min，大氮的流量為6.3l/min-6.5l/min。

步驟a中的小氮流量為1.1l/min，氧氣的流量為0.4l/min，大氮的流量為6.5l/min。

步驟b中的小氮流量為1.2l/min，氧氣的流量為0.36l/min，所述大氮的流量為6.4l/min。

步驟c中的小氮流量為1.4l/min，氧氣的流量為0.36l/min，所述大氮的流量為6.4l/min。

硅片的方塊電阻為85-95ω/□；在本實施例中，硅片的方塊電阻為89ω/□。

下表為列出了本發(fā)明實施例的太陽能電池片與常規(guī)太陽能電池片的電性能數(shù)據(jù)：

由上面實施例得出，本發(fā)明采用一種金剛線切割的多晶硅的制絨工藝和擴散工藝共同作用下使得金剛線電池硅片在制絨后具有更低的反射率，得到了更高的短路電流且有效避免了開路電壓的下降，同時還避免了由于擴散方阻提升而導致的串聯(lián)電阻上升，其太陽能電池片平均轉(zhuǎn)換效率高于常規(guī)太陽能電池片0.2％以上，主要是短路電流提升100ma以上，并且在封裝組件時能降低由于短波吸收損失而導致的封裝損耗。相比于傳統(tǒng)多晶金剛線制絨工藝和一次恒溫沉積工藝具有：環(huán)境污染??；金剛線切割多晶硅反射率更低；電池轉(zhuǎn)換率更高；串聯(lián)電阻更低、填充因子更高，組件封裝損耗更小等優(yōu)點。

如圖1-圖9所示，步驟a和g中的裝卸片系統(tǒng)包括機架1，機架1中部設置有安裝板2，安裝板2與一能帶動其上下移動的升降機構(gòu)相連，安裝板2上固定有能使石英舟傾斜放置的放置板3，在本實施例中，安裝板2上通過螺栓連接的方式固定有放置板3；機架1上部依次設置有供料裝置和取放裝置。

升降機構(gòu)包括支架25、導軌21、滑塊19、齒條22、齒輪24和伺服電機23，支架25固定在機架1中部，在本實施例中，支架25通過焊接的方式固定在機架1中部；導軌21豎直固定在支架25上，在本實施例中，導軌21通過螺栓連接的方式固定在支架25上；滑塊19設置在導軌21上，滑塊19上螺紋連接有螺桿17，螺桿17一端能與導軌21相抵靠，螺桿17另一端和手輪18相連，齒條22豎直固定在支架25上，在本實施例中，齒條22通過螺栓連接的方式固定在支架25上；伺服電機23固定在滑塊19上，伺服電機23的輸出軸水平設置，齒輪24固定在伺服電機23的輸出軸端部，且齒輪24與齒條22相嚙合，安裝板2固定在滑塊19上；導軌21上還具有刻度線。

供料裝置包括安裝架5、轉(zhuǎn)動軸4和轉(zhuǎn)盤8，安裝架5固定在機架1上部，在本實施例中，安裝架5通過焊接的方式固定在機架1上部；轉(zhuǎn)動軸4水平設置在安裝架5上，轉(zhuǎn)動軸4一端與一能帶動其轉(zhuǎn)動的動力機構(gòu)相連，轉(zhuǎn)動軸4另一端和轉(zhuǎn)盤8相連，轉(zhuǎn)盤8上固定有若干定位板6，在本實施例中，定位板6的數(shù)量為三塊；定位板6上通過可拆卸結(jié)構(gòu)設置有用于儲存硅片的儲料件，儲料件包括基板26、左側(cè)板27和右側(cè)板28，左側(cè)板27固定在基板26上，右側(cè)板28通過連桿固定在左側(cè)板27上，左側(cè)板27與右側(cè)板28之間水平設置有若干轉(zhuǎn)軸29，在本實施例中，轉(zhuǎn)軸29的數(shù)量為十個；轉(zhuǎn)軸29一端和左側(cè)板27上部相連，轉(zhuǎn)軸29另一端和右側(cè)板28上部相連，轉(zhuǎn)軸29中部和分隔片41上部相連，分隔片41下部為活動端，相鄰兩活動端之間通過彈性的連接條相連，相鄰兩分隔片41之間形成用于儲存硅片的儲存部；基板26上設置有能使活動端展開的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括第一氣囊38、第二氣囊42、輸氣管39和第一氣泵37，第一氣囊38固定在分隔片41上端，且分隔片41上端的兩側(cè)均分布有第一氣囊38，第二氣囊42固定在分隔片41下端，且分隔片41下端的兩側(cè)均分布有第二氣囊42，第一氣囊38的容積小于第二氣囊42的容積，第一氣囊38和第二氣囊42均能與硅片相接觸，輸氣管39一端和第一氣囊38相連通，輸氣管39另一端和第二氣囊42相連通，輸氣管39中部通過連管36和第一氣泵37相連通；基板26上還設有限位結(jié)構(gòu)，限位結(jié)構(gòu)包括安裝塊34、驅(qū)動電機35、連接繩33、彈簧32和限位板31，安裝塊34固定在基板26下部，在本實施例中，安裝塊34通過螺栓連接的方式固定在基板26下部；彈簧32一端和安裝塊34相連，彈簧32另一端和限位板31相連，且限位板31能與最外側(cè)的分隔片41相抵靠，驅(qū)動電機35固定在安裝塊34上，驅(qū)動電機35的輸出軸水平設置，連接繩33一端和驅(qū)動電機35的輸出軸端部相連，連接繩33另一端和限位板31相連；采用該結(jié)構(gòu)，當分隔片41收攏時，通過彈簧32的彈力使限位板31和最外側(cè)的分隔片41將抵靠；當分隔片41展開時，控制驅(qū)動電機35的輸出軸使連接繩33變短，連接繩33使限位板31失效。

安裝架5上還設置推送機構(gòu)，推送機構(gòu)包括推桿電機9和推塊11，推桿電機9固定在安裝架5上，在本實施例中，推桿電機9通過螺栓連接的方式固定在安裝架5上；推桿電機9的推桿傾斜向下，推塊11固定在推桿電機9的推桿端部，推塊11能伸入到儲存部中。

動力機構(gòu)包括步進電機43、主動輪46、從動輪45和皮帶44，步進電機43固定在安裝架5上，步進電機43的輸出軸水平設置，主動輪46固定在步進電機43的輸出軸端部，從動輪45固定在轉(zhuǎn)動軸4一端，皮帶44套設在主動輪46與從動輪45之間。

當然，根據(jù)實際情況，也可以采用該種方案，動力機構(gòu)包括步進電機43和減速器47，步進電機43固定在安裝架5上，步進電機43的輸出軸水平設置，步進電機43的輸出軸和減速器47的輸入端相連，減速器47的輸出端和轉(zhuǎn)動軸4一端相連；采用該結(jié)構(gòu)，當需要使轉(zhuǎn)動軸4轉(zhuǎn)動時，控制步進電機43的輸出軸轉(zhuǎn)動，步進電機43的輸出軸帶動減速器47的輸入端轉(zhuǎn)動，減速器47的輸出端帶動轉(zhuǎn)動軸4轉(zhuǎn)動，從而可使轉(zhuǎn)動軸4轉(zhuǎn)動。

可拆卸結(jié)構(gòu)包括鐵片7和電磁鐵，定位板6上開設有定位槽6a，鐵片7設置在定位槽6a內(nèi)，電磁鐵固定在基板26上，且電磁鐵能與鐵片7相接觸。

取放裝置包括取放吸盤55、第二氣泵53、電磁閥51和開關48，取放吸盤55通過彈性的繩子54連接在機架1上部，第二氣泵53固定在機架1上部，第二氣泵53通過連接管52和取放吸盤55相連通，電磁閥51設置在連接管52上，取放吸盤55上還固定有操作桿49，開關48固定在操作桿49上，開關48通過線路與電磁閥51相連，在本實施例中，開關48與電磁閥51相連的技術為現(xiàn)有。

機架1下部還固定有底板15，底板15上設置有能對石英舟進行冷卻的冷卻裝置，冷卻裝置包括冷卻箱16、輸送帶13和風機62，冷卻箱16通過連接架14固定在底座上，在本實施例中，連接架14固定在底座上，冷卻箱16固定在連接架14上；冷卻箱16一端具有輸入口，冷卻箱16另一端具有輸出口，冷卻箱16上部和排氣管12一端相連通，排氣管12另一端能與外界相連通，輸送帶13設置在連接架14上，且輸送帶13從輸入口穿入并從輸出口穿出，風機62通過連接桿固定在冷卻箱16內(nèi)，風機62位于輸送帶13下方，風機62的出風口朝上。

底板15上還設置有輔助機構(gòu)，輔助機構(gòu)包括空壓機56、推送板64和進氣管57，冷卻箱16下端開設有導流口16a，推送板64通過彈性的連接片63將導流口16a封閉住，且推送板64與一能帶動其上下移動的升降結(jié)構(gòu)相連，空壓機56固定在底板15上，進氣管57一端和空壓機56相連通，進氣管57另一端伸入到冷卻箱16內(nèi)，且進氣管57另一端朝向推送板64；升降結(jié)構(gòu)包括第一氣缸65和真空吸盤66，第一氣缸65豎直固定在底座上，第一氣缸65的活塞桿豎直向上，真空吸盤66固定在第一氣缸65的活塞桿端部，且真空吸盤66能與推送塊相接觸；冷卻箱16上部還固定有第二氣缸58，第二氣缸58的活塞桿豎直向下，第二氣缸58的活塞桿端部伸入到冷卻箱16內(nèi)和升降板59相連，升降板59上開設有若干通氣孔，在本實施例中，通氣孔的數(shù)量為三十個；升降板59下端豎直設置有若干導熱桿61，在本實施例中，導熱桿61的數(shù)量為五十個；導熱桿61位于輸送帶13上方，且導熱桿61能與輸送帶13相抵靠。

當然，根據(jù)實際情況，也可以采用該種方案，底板15上還設置有輔助機構(gòu)，輔助機構(gòu)包括輸氣泵67、封閉板68和進氣管57，進氣管57一端和冷卻箱16下部相連通，進氣管57另一端和輸氣泵67相連通，封閉板68設置在冷卻箱16內(nèi)，封閉板68上開設有通氣槽68a，封閉板68上還設置有能將通氣槽68a封閉住的密封彈片69，在本實施例中，密封彈片69采用市場上可以買到的現(xiàn)有產(chǎn)品；密封彈片69一端和封閉板68相連，密封彈片69另一端與一能帶動其來回移動的第一氣缸65相連，在本實施例中，第一氣缸65固定在封閉板68上，第一氣缸65的活塞桿端部和密封彈片69另一端相連；封閉板68還與一能帶動其上下升降的第二氣缸58相連，在本實施例中，第二氣缸58固定在冷卻箱16上部，第二氣缸58的活塞桿豎直向下，第二氣缸58的活塞桿端部伸入到冷卻箱16內(nèi)和封閉板68相連；采用該結(jié)構(gòu)，通過第一氣缸65的活塞桿帶動密封彈片69另一端移動，使密封彈片69將通氣槽68a封閉住，通過第二氣缸58帶動封閉板68向上移動，將冷卻箱16內(nèi)的熱量向上排出，重復上述步驟，可使冷卻箱16中的熱量快速排出，輔助效果好；封閉板68復位時，封閉板68的通氣槽68a為打開狀態(tài)。

裝卸片系統(tǒng)的工作原理如下：將石英舟傾斜放在放置板3上，控制伺服電機23的輸出軸帶動齒輪24轉(zhuǎn)動，齒輪24與齒條22逐漸嚙合使滑塊19沿著導軌21上下移動，滑塊19帶動安裝板2上下移動，安裝板2帶動放置板3上下移動，使其移動到所需位置，轉(zhuǎn)動螺桿17將滑塊19固定在導軌21上；將基板26放入定位槽6a中，通過電磁鐵和鐵片7相接觸，將基板26固定在定位板6上，開啟第一氣泵37，通過輸氣管39將空氣輸送到第一氣囊38和第二氣囊42中，第一氣囊38和第二氣囊42的變形驅(qū)動活動端展開，使分隔片41展開形成弧形，且第一氣囊38和第二氣囊42將硅片夾住，控制步進電機43的輸出軸帶動主動輪46轉(zhuǎn)動，主動輪46通過皮帶44帶動從動輪45轉(zhuǎn)動，從動輪45帶動轉(zhuǎn)動軸4轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸4帶動轉(zhuǎn)盤8轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤8帶動定位板6轉(zhuǎn)動，定位板6帶動基板26轉(zhuǎn)動到所需位置，控制推桿電機9的推桿帶動推塊11上下移動，推塊11將儲存部中的硅片推送出，通過操作桿49帶動取放吸盤55上下移動，取放吸盤55將儲存部中的硅片取下，并將硅片放入到石英舟中；

通過輸送帶13將石英舟輸送到冷卻箱16中，通過風機62對石英舟進行冷卻，產(chǎn)生的熱量從排氣管12排到外界，控制第二氣缸58的活塞桿帶動升降板59向下移動，升降板59帶動導熱桿61向下移動，導熱桿61和石英舟接觸，對其進行導熱，通過真空吸盤66將推送板64吸住，控制第一氣缸65的活塞桿帶動推送板64向下移動，通過空壓機56將外界空氣從進氣管57輸送到導流口16a處，控制真空吸盤66和推送板64脫離，在連接片63的彈力作用下，推送板64將空氣快速向上推送，重復上述步驟，可使冷卻箱16中的熱量快速排出。