一种电池片制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电池片制备方法，包括以下步骤，制备基板：将含硅材料粉末和/或硅化合物粉末混合后预成型，在成型板上涂覆三氧化二铝形成所述基板；在所述基板上制备硅片：向所述基板上注入液态硅，然后旋转所述基板使得所述液态硅分散开形成一层薄膜；所述薄膜向下凝固形成晶体薄硅片；将所述薄硅片退火，然后进行扩散形成pn结，将所述pn结退火形成硅片；利用所述硅片制备电池片：在所述硅片上形成减反射膜；在所述减反射膜表面制作电极，形成电池片。本发明专利技术工艺环节少，耗时较短，制作周期短，电池成品率增高，破碎料大幅降低，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种电池片制备方法
本专利技术涉及电池片制备，具体是一种电池片制备方法。
技术介绍
2010年后，在欧洲经历光伏产业需求放缓的背景下，我国光伏产业迅速崛起，成为全球光伏产业发展的主要动力，累计光伏装机并网容量16GW。2019年，我国新增光伏并网装机容量达到30.1GW，累计光伏并网装机量达到204.3GW，同比增长17.1％；全年光伏发电量2242.6亿千瓦时，同比增长26.3％，占我国全年总发电量的3.1％，同比提高0.5个百分点。国家能源局发布2020年一季度光伏发电并网运行情况，其中全国新增光伏发电装机395万千瓦，其中集中式光伏新增装机223万千瓦，分布式光伏新增装机172万千瓦。大尺寸硅片是行业降本增效潮流下的必然选择。大尺寸硅片在硅片端降低单位长晶成本，在电池、组件、系统环节摊薄单瓦非硅成本，经济效益显著；隆基股份公司规划166mm单晶硅片快速扩产；中环股份公司迈入210mm单晶硅片时代。目前世界传统工艺主要为铸锭多晶硅锭(或直拉单晶)、开方、磨面、倒角、切片等工艺流程。其中开方过程中将有30％的硅料不能进入下一步的流程。主流的硅片切片技术是采用纱线切割机，其核心是用一根0.06～0.12mm的细钢丝等间距地绕在四根主动轴上然后将硅锭缓慢靠近钢丝，靠钢丝与硅锭间的摩擦来“磨”断硅锭，实现切片。但是此法的最大缺点是锯口几乎与硅片同厚甚至大于硅片厚度，50％以上的硅料则变成了几乎不可回收的硅粉加磨料和金属屑的混合物—硅泥，仅仅用于做光伏电池片的硅料大约为30％左右。制作成太阳能电池片的成本占总成本的63％左右，因此降低电池片的成本是降低太阳能电池组件成本的主要问题。目前传统切片工艺还存在以下诸多问题：工艺环节多，工艺耗时较长：硅片制作过程经过铸锭、去头尾、磨面、倒角和切片等繁琐工序，耗费材料成本高，生产效率较低等。另外现有的光伏电池生产技术同时存在以下问题：硅片不可能低于150um，否则制作硅片过程中破碎率将大幅度上升，电池成品率将大幅降低。
技术实现思路
为解决上述现有技术的缺陷，本专利技术提供一种电池片制备方法，本专利技术工艺环节少，耗时短，制作周期短，电池成品率增高，破碎料大幅降低，成本低。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电池片制备方法，包括以下步骤，制备基板：将含硅材料粉末和/或硅化合物粉末混合后预成型，在成型板上涂覆三氧化二铝形成所述基板；在所述基板上制备硅片：向所述基板上注入液态硅，然后旋转所述基板使得所述液态硅分散开形成一层薄膜；所述薄膜向下凝固形成晶体薄硅片；将所述薄硅片退火，然后进行扩散形成pn结，将所述pn结退火形成硅片；利用所述硅片制备电池片：在所述硅片上形成减反射膜；在所述减反射膜表面制作电极，形成电池片。进一步地，在将含硅材料粉末和硅化合物粉末混合时，所述含硅材料粉末和所述硅化合物粉末的质量比为50:1-1:50。进一步地，所述在成型板上涂覆三氧化二铝形成所述基板包括以下步骤：在成型板上涂覆三氧化二铝，在真空高压下压成板；烧结退火；激光开孔形成所述基板，使得所述基板上有孔。进一步地，所述在成型板上涂覆三氧化二铝形成所述基板包括以下步骤：在成型板上涂覆三氧化二铝，利用带孔铸模压铸成板，使得所述基板上有孔；烧结退火形成所述基板。进一步地，还包括，将所述基板精密整形。进一步地，所述基板背面的电极自所述孔内引出。进一步地，在所述薄膜向下凝固形成晶体薄硅片时，采用在所述薄膜上表面设置冷源的方式。进一步地，所述减反射膜采用ITO膜。进一步地，所述方法还包括钝化。综上所述，本专利技术取得了以下技术效果：1、本专利技术硅料利用率提高到90％以上，以采用本项目技术生产的多晶硅与现有主流切片生产技术相比，可节约多晶硅料60％以上，省去铸锭、开方、切片等工艺，整个光伏组件的成本降低40％以上，制作电池组件面积越大，成本将越低，本产品将大幅降低光伏发电成本，拉动太阳能电池组件成本的降低，支撑我国太阳能光伏产业的健康快速发展，推动光伏发电的普及，早日实现光伏发电平价上网；2、传统工艺中的光伏组件使用的硅片通过了铸锭、开方、磨面、倒角、切片等繁琐工序，耗费材料成本高，生产效率较低等，整个流程大约持续6～7天；本专利技术生产的电池片采用的基板上甩片技术，在基板上直接形成硅片，根据形成硅片厚度的不同，时间为几秒到几十秒，流程简单，成本低；3、本专利技术工艺环节少，耗时短，制作周期短；4、本专利技术硅片厚度为10～2000um，电池成品率增高，破碎料大幅降低。附图说明图1是本专利技术实施例提供的电池片制备流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。如图1所示，一种电池片制备方法，包括以下步骤：(1)制备基板，(2)在基板上制备硅片，(3)利用硅片制备电池片。在(1)制备基板中，首先将含硅材料粉末和/或硅化合物粉末混合后预成型，在成型板上涂覆三氧化二铝形成基板。在此过程中，有三种预成型方式，一是含硅材料粉末预成型，二是硅化合物粉末预成型，三是含硅材料粉末和硅化合物粉末混合后预成型。目前本公司常用的是第一种和第三种方式，在第一种方式中，例如采用氮化硅粉末预成型，在第三种方式中，例如采用碳化硅粉末和二氧化硅粉末混合预成型。在预成型后再涂覆三氧化二铝。涂覆三氧化二铝之后形成一个基底材料，然后经过后续工艺形成基板。该后续工艺有两种，一是在真空高压下压成板、烧结退火、激光开孔形成基板，二是利用带孔铸模压铸成板、烧结退火形成基板。无论是哪一种工艺，基板成型后，其上均有若干排列的孔，为后续的电极引出做准备。本实施例中给出上述两种工艺的完整步骤(以第三种预成型方式为例)：第一种工艺是，将含硅材料粉末和硅化合物粉末混合后预成型，在成型板上涂覆三氧化二铝，在真空高压下压成板；烧结退火；激光开孔形成基板，使得基板上有孔；第二种工艺是，将含硅材料粉末和硅化合物粉末混合后预成型，利用带孔铸模压铸成板，使得基板上有孔；烧结退火形成基板。然后将基板进行精密整形成为合格基板。基板由于与硅片是一体式的，因此该基板可以随意裁剪成任意形状和大小。至此，制备出的基板为后续制作硅片做支撑和铺垫。在(2)在基板上制备硅片中，向基板上注入液态硅，同时旋转基板使得液态硅分散开形成一层薄膜；薄膜向下凝固形成晶体薄硅片；将薄硅片退火，然后进行扩散形成pn结，将pn结退火形成硅片。在此过程中，需要向基板上注入液态硅，本实施例中给出其中一种注入液态硅的方式：将固态硅放置在一个容器中，保持该容器内的固态硅恒温，再让固态硅快速升温到硅料熔点以上，此时固态硅变为液态硅料，然后该容器利用管道以及在氩气的辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池片制备方法，其特征在于：包括以下步骤，/n制备基板：将含硅材料粉末和/或硅化合物粉末混合后预成型，在成型板上涂覆三氧化二铝形成所述基板；/n在所述基板上制备硅片：向所述基板上注入液态硅，然后旋转所述基板使得所述液态硅分散开形成一层薄膜；所述薄膜向下凝固形成晶体薄硅片；将所述薄硅片退火，然后进行扩散形成pn结，将所述pn结退火形成硅片；/n利用所述硅片制备电池片：在所述硅片上形成减反射膜；在所述减反射膜表面制作电极，形成电池片。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池片制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
制备基板：将含硅材料粉末和/或硅化合物粉末混合后预成型，在成型板上涂覆三氧化二铝形成所述基板；
在所述基板上制备硅片：向所述基板上注入液态硅，然后旋转所述基板使得所述液态硅分散开形成一层薄膜；所述薄膜向下凝固形成晶体薄硅片；将所述薄硅片退火，然后进行扩散形成pn结，将所述pn结退火形成硅片；
利用所述硅片制备电池片：在所述硅片上形成减反射膜；在所述减反射膜表面制作电极，形成电池片。


2.根据权利要求1所述的一种电池片制备方法，其特征在于，在将含硅材料粉末和硅化合物粉末混合时，所述含硅材料粉末和所述硅化合物粉末的质量比为50:1-1:50。


3.根据权利要求1所述的一种电池片制备方法，其特征在于，所述在成型板上涂覆三氧化二铝形成所述基板包括以下步骤：在成型板上涂覆三氧化二铝，在真空高压下压成板；烧结退火；激光开孔形成所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高文秀，赵百通，佐佐木实，高向曈，
申请(专利权)人：宜兴市昱元能源装备技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32