一种太阳能电池片的制造方法
专利名称：一种太阳能电池片的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池片的制造方法。
背景技术：
由于世界范围内的能源紧张和对环境保护的重视，一些新能源和可再生能源被不断地开发，在整个能源的构成比例也将越来越大，而太阳能被认为是二十一世纪的最重要的新能源，以太阳能为资源基础的生产将是一种可持续的发展模式。在我国能源短缺、环保问题日益严重，低成本高效率地利用太阳能就显得尤为重要。目前，太阳能电池产品90%左右以晶硅电池为主，而多晶硅电池占有的市场份额将会远远超过单晶硅电池的市场占有份额，其主要原因是由于多晶硅铸锭比单晶硅生长的效率高而且成本低，因此很多科研院所都在大力开发研究多晶硅电池片的新生产工艺。当前多晶硅太阳能电池片的制造方法是将上游通过多晶硅铸锭炉获得的多晶硅锭进行破方、线切割、清洗制成多晶硅片，使用电池片制作工艺来得到太阳能电池片。这种工艺方法涉及的环节中的多晶硅的铸锭、破方、线切割、清洗由于生产工序多、工艺较复杂而且各工序需要的设备也非常昂贵，对整个太阳能电池片的综合生产成本及效率影响很大，已经无法满足发展太阳能产业低成本高效化的需要，因此急需开发出一种太阳能电池片的制造方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述已有技术制造太阳能电池片的难题，提供一种从金属硅直接到太阳能电池片的制造方法，其生产过程完全没有酸碱参与处理的；而且是完全省去了多晶硅铸锭、破方、线切割等繁琐工序的一种太阳能电池片制造方法。本发明包括以下工艺步骤
(一)将金属硅在高周波电磁诱导精炼炉中熔化为熔融硅，进行造渣除硼、一次直拉除金属、连续真空除磷、二次直拉得到6N (指其含量为99. 9999%)以上提纯好的太阳能级多晶娃；
(二)将步骤(一)所得到的已提纯好的太阳能级多晶硅原料送入粉体制备设备制成太阳能级多晶硅微纳米粉体；
(三)将步骤(二)得到的太阳能级多晶硅微纳米粉体置于成型设备将其制成太阳能级多晶娃片；
(四)将步骤(三)得到的太阳能级多晶硅片制作成太阳能级多晶电池片。在步骤(一)中所述的金属硅的粒径是5 100mm，金属硅的纯度为99% (2N)以上，其中B含量为5ppm，P含量为15ppm ；
在步骤(二)中所述的粉体制备设备为气流粉碎机，微纳米粉体粒度为IOOnm 2μπι。在步骤(三)中所述的成型设备为热压模具成型，多晶硅片规格为156mmX 156mm， 2IOmmX 210mm，厚度为 0. 15 0. 2mm。在步骤(四)中所述的多晶硅片制成多晶硅电池片工序是众所周知的电池片制作工艺，即多晶硅片清洗制绒、扩散刻蚀、减反射、印刷烧结、检测分选五大工序。得到的太阳能级多晶硅片的技术指标其电池转换效率为15 17%。本发明的技术要点是完全不同于现有的多晶硅太阳能电池片制造的现行技术路线。本发明以金属硅为原料，通过对金属硅除硼、除磷、除金属得到太阳能级多晶硅，多晶硅微纳米粉制备，再经热压成型多晶硅片到太阳能电池片的制造来获得低成本的太阳能电池片的生产。本发明从金属硅到太阳能级多晶硅的提纯生产过程是完全没有酸碱参与处理的， 而且还把多晶硅提纯、多晶硅微纳米粉制备、热压成型、电池片制作相结合在一个生产系统里面完成。在整个工艺流程中，完全不需要使用对环境有污染的酸与碱，不需要等离子体、 电子枪等高成本的提纯装备以及完全省去了将多晶硅铸锭经破方、线切割等繁琐及高成本的多晶硅片的制成工序。这就使得环保及安全问题都能得到很好的解决，而且整个电池片制作工艺投入少，工艺流程短，是一种高效的太阳能电池片制造方法，它具有非常可观的市场前景。
具体实施例方式以下给出本发明高效太阳能电池片的制造方法的具体实施例，这些仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明相关的构成。1)将金属硅原料提纯为6N太阳能级多晶硅；此提纯工艺为造渣除硼、一次直拉除金属、连续真空除磷、二次直拉四大工序；
所述的造渣除硼、一次直拉除金属、连续真空除磷、二次直拉得到6N以上提纯好的太阳能级多晶硅工艺过程为采用本申请人在申请号为20111(^68630. 3的中国发明专利申请中提供的一种太阳能级多晶硅的制造方法；
2)将6N太阳能级多晶硅在气流粉碎机中粉碎，制得太阳能级多晶硅微纳米粉体；
3)把太阳能级多晶硅微纳米粉用高温烧结热压机热压成型多晶硅片156mmX156mm、 2IOmmX 210mm,电池厚度为0. 15 0. 2mm ；
4)太阳能级多晶硅片经清洗制绒、扩散刻蚀、减反射、印刷烧结、检测分选五大工序制作成太阳能级多晶电池片。采用此工艺制备的太阳能级多晶硅电池片，其电池转换效率为15 17%，综合制成成本可以降低40%以上。以上所述仅为本发明专利的基本结构，不以此限定本发明实施的范围，依本发明的工艺步骤及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本发明涵盖的范围。
权利要求
1.一种太阳能电池片的制造方法，包括以下工艺步骤(一)将金属硅在高周波电磁诱导精炼炉中熔化为熔融硅，并对熔融硅进行造渣除硼、 一次直拉除金属、连续真空除磷、二次直拉得到6N以上提纯好的太阳能级多晶硅；(二)将6N以上的太阳能级多晶硅送入粉体制备设备，并制成太阳能级多晶硅微纳米粉体；(三)将太阳能级多晶硅微纳米粉体置于成型设备，将太阳能级多晶硅微纳米粉体制成太阳能级多晶硅片；(四)将太阳能级多晶硅片制作成太阳能级多晶电池片。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片的制造方法，其特征是所述的金属硅的粒径是5 100mm，金属硅的纯度为99%以上，其中B含量为5ppm，P含量为15ppm。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片的制造方法，其特征是所述的粉体制备设备为气流粉碎机，微纳米粉体粒度为IOOnm 2 μ m。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片的制造方法，其特征是所述的成型设备为高温烧结热压机成型，多晶硅片规格为156mmX 156mm，210mmX 210mm，厚度为0. 15 0. 2mm。
全文摘要
一种太阳能电池片的制造方法，包括以下工艺步骤(一)将金属硅在高周波电磁诱导精炼炉中熔化为熔融硅，并对熔融硅进行造渣除硼、一次直拉除金属、连续真空除磷、二次直拉得到6N以上提纯好的太阳能级多晶硅；(二)将6N以上的太阳能级多晶硅送入粉体制备设备，并制成太阳能级多晶硅微纳米粉体；(三)将太阳能级多晶硅微纳米粉体置于成型设备，将太阳能级多晶硅微纳米粉体制成太阳能级多晶硅片；(四)将太阳能级多晶硅片制作成太阳能级多晶电池片。本发明从金属硅到太阳能级多晶硅的提纯生产过程是完全没有酸碱参与处理的，把多晶硅提纯、多晶硅微纳米粉制备、热压成型、电池片制作相结合在一个生产系统里面完成。制作工艺投入少、流程短。
文档编号H01L31/18GK102339907SQ201110333979
公开日2012年2月1日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者司继良, 孔繁敏, 孙湘航, 张小翠 申请人:山西纳克太阳能科技有限公司
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池片的制造方法。
背景技术：
由于世界范围内的能源紧张和对环境保护的重视，一些新能源和可再生能源被不断地开发，在整个能源的构成比例也将越来越大，而太阳能被认为是二十一世纪的最重要的新能源，以太阳能为资源基础的生产将是一种可持续的发展模式。在我国能源短缺、环保问题日益严重，低成本高效率地利用太阳能就显得尤为重要。目前，太阳能电池产品90%左右以晶硅电池为主，而多晶硅电池占有的市场份额将会远远超过单晶硅电池的市场占有份额，其主要原因是由于多晶硅铸锭比单晶硅生长的效率高而且成本低，因此很多科研院所都在大力开发研究多晶硅电池片的新生产工艺。当前多晶硅太阳能电池片的制造方法是将上游通过多晶硅铸锭炉获得的多晶硅锭进行破方、线切割、清洗制成多晶硅片，使用电池片制作工艺来得到太阳能电池片。这种工艺方法涉及的环节中的多晶硅的铸锭、破方、线切割、清洗由于生产工序多、工艺较复杂而且各工序需要的设备也非常昂贵，对整个太阳能电池片的综合生产成本及效率影响很大，已经无法满足发展太阳能产业低成本高效化的需要，因此急需开发出一种太阳能电池片的制造方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述已有技术制造太阳能电池片的难题，提供一种从金属硅直接到太阳能电池片的制造方法，其生产过程完全没有酸碱参与处理的；而且是完全省去了多晶硅铸锭、破方、线切割等繁琐工序的一种太阳能电池片制造方法。本发明包括以下工艺步骤
(一)将金属硅在高周波电磁诱导精炼炉中熔化为熔融硅，进行造渣除硼、一次直拉除金属、连续真空除磷、二次直拉得到6N (指其含量为99. 9999%)以上提纯好的太阳能级多晶娃；
(二)将步骤(一)所得到的已提纯好的太阳能级多晶硅原料送入粉体制备设备制成太阳能级多晶硅微纳米粉体；
(三)将步骤(二)得到的太阳能级多晶硅微纳米粉体置于成型设备将其制成太阳能级多晶娃片；
(四)将步骤(三)得到的太阳能级多晶硅片制作成太阳能级多晶电池片。在步骤(一)中所述的金属硅的粒径是5 100mm，金属硅的纯度为99% (2N)以上，其中B含量为5ppm，P含量为15ppm ；
在步骤(二)中所述的粉体制备设备为气流粉碎机，微纳米粉体粒度为IOOnm 2μπι。在步骤(三)中所述的成型设备为热压模具成型，多晶硅片规格为156mmX 156mm， 2IOmmX 210mm，厚度为 0. 15 0. 2mm。在步骤(四)中所述的多晶硅片制成多晶硅电池片工序是众所周知的电池片制作工艺，即多晶硅片清洗制绒、扩散刻蚀、减反射、印刷烧结、检测分选五大工序。得到的太阳能级多晶硅片的技术指标其电池转换效率为15 17%。本发明的技术要点是完全不同于现有的多晶硅太阳能电池片制造的现行技术路线。本发明以金属硅为原料，通过对金属硅除硼、除磷、除金属得到太阳能级多晶硅，多晶硅微纳米粉制备，再经热压成型多晶硅片到太阳能电池片的制造来获得低成本的太阳能电池片的生产。本发明从金属硅到太阳能级多晶硅的提纯生产过程是完全没有酸碱参与处理的， 而且还把多晶硅提纯、多晶硅微纳米粉制备、热压成型、电池片制作相结合在一个生产系统里面完成。在整个工艺流程中，完全不需要使用对环境有污染的酸与碱，不需要等离子体、 电子枪等高成本的提纯装备以及完全省去了将多晶硅铸锭经破方、线切割等繁琐及高成本的多晶硅片的制成工序。这就使得环保及安全问题都能得到很好的解决，而且整个电池片制作工艺投入少，工艺流程短，是一种高效的太阳能电池片制造方法，它具有非常可观的市场前景。
具体实施例方式以下给出本发明高效太阳能电池片的制造方法的具体实施例，这些仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明相关的构成。1)将金属硅原料提纯为6N太阳能级多晶硅；此提纯工艺为造渣除硼、一次直拉除金属、连续真空除磷、二次直拉四大工序；
所述的造渣除硼、一次直拉除金属、连续真空除磷、二次直拉得到6N以上提纯好的太阳能级多晶硅工艺过程为采用本申请人在申请号为20111(^68630. 3的中国发明专利申请中提供的一种太阳能级多晶硅的制造方法；
2)将6N太阳能级多晶硅在气流粉碎机中粉碎，制得太阳能级多晶硅微纳米粉体；
3)把太阳能级多晶硅微纳米粉用高温烧结热压机热压成型多晶硅片156mmX156mm、 2IOmmX 210mm,电池厚度为0. 15 0. 2mm ；
4)太阳能级多晶硅片经清洗制绒、扩散刻蚀、减反射、印刷烧结、检测分选五大工序制作成太阳能级多晶电池片。采用此工艺制备的太阳能级多晶硅电池片，其电池转换效率为15 17%，综合制成成本可以降低40%以上。以上所述仅为本发明专利的基本结构，不以此限定本发明实施的范围，依本发明的工艺步骤及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本发明涵盖的范围。
权利要求
1.一种太阳能电池片的制造方法，包括以下工艺步骤(一)将金属硅在高周波电磁诱导精炼炉中熔化为熔融硅，并对熔融硅进行造渣除硼、 一次直拉除金属、连续真空除磷、二次直拉得到6N以上提纯好的太阳能级多晶硅；(二)将6N以上的太阳能级多晶硅送入粉体制备设备，并制成太阳能级多晶硅微纳米粉体；(三)将太阳能级多晶硅微纳米粉体置于成型设备，将太阳能级多晶硅微纳米粉体制成太阳能级多晶硅片；(四)将太阳能级多晶硅片制作成太阳能级多晶电池片。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片的制造方法，其特征是所述的金属硅的粒径是5 100mm，金属硅的纯度为99%以上，其中B含量为5ppm，P含量为15ppm。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片的制造方法，其特征是所述的粉体制备设备为气流粉碎机，微纳米粉体粒度为IOOnm 2 μ m。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片的制造方法，其特征是所述的成型设备为高温烧结热压机成型，多晶硅片规格为156mmX 156mm，210mmX 210mm，厚度为0. 15 0. 2mm。
全文摘要
一种太阳能电池片的制造方法，包括以下工艺步骤(一)将金属硅在高周波电磁诱导精炼炉中熔化为熔融硅，并对熔融硅进行造渣除硼、一次直拉除金属、连续真空除磷、二次直拉得到6N以上提纯好的太阳能级多晶硅；(二)将6N以上的太阳能级多晶硅送入粉体制备设备，并制成太阳能级多晶硅微纳米粉体；(三)将太阳能级多晶硅微纳米粉体置于成型设备，将太阳能级多晶硅微纳米粉体制成太阳能级多晶硅片；(四)将太阳能级多晶硅片制作成太阳能级多晶电池片。本发明从金属硅到太阳能级多晶硅的提纯生产过程是完全没有酸碱参与处理的，把多晶硅提纯、多晶硅微纳米粉制备、热压成型、电池片制作相结合在一个生产系统里面完成。制作工艺投入少、流程短。
文档编号H01L31/18GK102339907SQ201110333979
公开日2012年2月1日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者司继良, 孔繁敏, 孙湘航, 张小翠 申请人:山西纳克太阳能科技有限公司
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