一种水平双湿式去除设备、电池片制备工艺

技术领域

本申请属于太阳能电池片设备技术领域，尤其是涉及一种水平双湿式去除设备及采用该水平双湿式去除设备生产的电池片制备工艺。

背景技术

一直以来，对于如何降低太阳能电池片成本，都是业界始终在保证产品质量的基础上进行持续不断的探索和最求。当然，提效本身大都是通过电池片结构改变而所进行的方向；但仍需考虑生产材料的物料成本，方可以加大整体太阳能电池片的生产成本。其中，降低电池片厚度是目前降本增效的主要发展方向，也就是薄片化。

但是，薄型化后，电池片本身非常容易在进行湿式工艺时，引起隐裂甚或是破片。在有图形化的掩膜包覆时候，目前大都是采用片篮承载的方式对电池片进行去层膜操作，此时，电池片都是竖向插置的，均插放在片篮中，置于药液中进行药液去除。但这种操作在药液中容易引起扰流，由于水压对电池片压力的不均衡，导致电池片容易引起破裂。还有，当掩膜层去除后，再在片篮中对金属层进行竖向插置去除时，液体的流动直接造成电池片形变弯曲，从而引起电池片隐裂，甚至直接破片。

发明内容

本申请提供一种水平双湿式去除设备及采用该去除设备生产的电池片制备工艺，解决了现有技术中非水平湿式去层膜的操作中容易引起破片的技术问题。

为解决至少一个上述技术问题，本申请采用的技术方案是：

一种水平双湿式去除设备，具有用于去除掩膜层的第一单元和用于去除金属层的第二单元，在第一单元和第二单元中均配置有药液段和水洗段，其中，药液段和水洗段通过水平设置的传输线相互连通，所述传输线带动电池片在药液段和水洗段内水平移动，并依次穿过第一单元和第二单元，以逐个去除电池片单面/双面上的掩膜层和金属层。

进一步的，所述传输线为对辊配置的结构，其上下夹持电池片并驱动电池片前移。

进一步的，药液段中至少有两个药液槽，所有药液槽均相邻而置，传输线夹持电池片被药液槽中的药液浸润，以去除电池片上的掩膜层或金属层；

水洗段中至少设有一个水洗槽，且所有水洗槽均相邻而置。

进一步的，在药液槽和水洗槽中均配设有用于喷淋药液或纯水的喷头，均朝电池片一侧喷淋设置；

优选地，所述喷头悬置设置在槽内，并被构置在电池片上下两侧；

优选地，所述喷头被固定地悬置在电池片上下两侧；

优选地，所述喷头被铰接在电池片上下两侧，其可做摆动式结构；

优选地，在电池片上下两侧的喷头可对称设置或错位设置。

进一步的，在第二单元中，在水洗段之后还设有烘干段；

优选地，在药液段、水洗段以及烘干段中都设有用于驱动电池片水平移动的输送机。

一种电池片制备工艺，采用如上所述的水平双湿式去除设备进行生产，其特征在于，步骤包括：

先去除电池片中的掩膜层；

再去除电池片中的金属层；

以获取具备金属栅线的电池片；

其中，所有电池片均水平地在传输线上逐片传输。

进一步的，在去除掩膜层时，药液段中的药液为碱性溶液，其成份为碳酸钠、碳酸钾、或氢氧化钾的其中一者；

优选地，碱性溶液的体积浓度为2.5-7％；

优选地，在碱性溶液中还可添加添加剂，该添加剂包括消泡剂、湿润剂、和界面活性剂；

优选地，药液槽中的温度为40-65℃。

进一步的，在去除金属层时，药液段中的药液为酸性溶液，其成份为无机酸类，包括硫酸、盐酸、硼酸、磷酸和硝酸中的其中一者；

优选地，酸性溶液的体积浓度为1-10％；

优选地，在酸性溶液中添加氨基酸类的添加剂；

优选地，药液温度为20-35℃。

进一步的，所有药液段中均通过喷头喷淋药液以浸润电池片，其喷流压力的范围为0.5-3.5Kg/cm

优选地，喷头喷淋方式为水帘式喷淋、水雾式喷淋或扇形状式喷淋。

进一步的，去除掩膜层和去除金属层后，均包括对电池片进行喷淋式纯水清洗；

优选地，在去除金属层的过程中，还包括对纯水清洗后的电池片进行干燥烘干。

采用本申请设计的一种水平双湿式去除设备，可对水平放置的电池片逐个地进行掩膜层去除和底层金属层去除，可使药液与被去除层充分接触，完全将掩膜层和金属层去除掉，具有低破片率、高药液利用率以及高去除效率的特点，可获得栅线图案清晰且线条均匀的电池片，不仅去除效果好且产品质量稳定，提高电池片转换效率。本申请还提出一种采用该水平双湿式去除设备生产的电池片制备工艺。

附图说明

图1是本申请一实施例的一种水平双湿式去除设备的示意图；

图2是本申请一实施例的传输线与喷头位置的放大图；

图3是本申请一实施例的双面栅线的电池片结构的示意图；

图4是本申请一实施例的单面栅线的电池片结构的示意图；

图5是本申请一实施例的电池片制备工艺的流程图。

图中：

10、第一单元 11、碱性药液段 12、第一水洗段

20、第二单元 21、酸性药液段 23、第二水洗段

23、第二烘干段 30、传输线 40、电池片

41、掩膜层 42、金属层 43、栅线

50、喷头

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细说明。

本实施例提出一种水平双湿式去除设备，如图1-2所示，具有用于去除掩膜层41的第一单元10和用于去除金属层42的第二单元20，在第一单元10和第二单元20中均配置有药液段和水洗段，第二单元20中在水洗段后还设有烘干段。其中，第一单元10和第二单元20中的药液段和水洗段通过水平设置的传输线30相互连通，传输线30为对辊配置的结构，其上下夹持电池片40并驱动电池片40沿其传输方向持续前移。传输线30可带动电池片40在药液段和水洗段内水平移动，并依次穿过第一单元10和第二单元20，以逐个去除电池片40单面/双面上的掩膜层41和金属层42，最终获得具有清晰栅线43图案的电池片40。

如图3所示，为双面待去除掩膜层41和金属层42的电池片40的结构，明显看出，在其双侧面上均设有金属栅线43，掩膜层41位于金属层42的上方，获得具有双面栅线43结构的电池片40。

如图4所示，为单面待去除掩膜层41和金属层42的电池片40的结构，仅在单侧面上需要去除掩膜层41和金属层42，获得具有单面栅线43结构的电池片40。

如图1所示，第一单元10主要用于对电池片40表面上的掩膜层41进行去除，第一单元10中的药液段为碱性药液段11、其水洗段为第一水洗段12。其中，碱性药液段11设有若干个药液槽，所有药液槽均相邻而置，传输线30夹持着电池片40被药液槽中的药液喷淋浸润，以去除电池片40上的掩膜层。第一水洗段12中至少设有一个水洗槽，可基于不同工艺设定水洗槽的数量，所有水洗槽均相邻而置，且位于药液槽之后。

在本实施例中，碱性药液段11包括依次相邻设置的两个药液槽；在第二药液槽之后，还包括用于清洗电池片40上的残余药液的第一水洗段12，第一水洗段12设有一个水洗槽，水洗槽中的溶液为纯水，也是采用喷淋方式对电池片进行喷淋清洗。

在第一单元10中，碱性药液段11中至少设有两个药液槽，可基于实际情况设置药液槽的数量。其中，两个药液槽中的药液成份是相同的，均为碱性溶液，但相邻药液槽中的碱液浓度可相同或不相同。碱性药液段11中的成份为碳酸钠、碳酸钾、或氢氧化钾的其中一者，且该碱性溶液的体积浓度范围为2.5-7％。而且，在该碱性溶液中还可添加添加剂，该添加剂包括且不限于消泡剂、湿润剂和界面活性剂，以加强与药液配合的去除效果，可更好地控制掩膜去除的均匀性和一致性；且药液槽中的碱液温度为40-65℃。

如图2所示，在第一单元10中的药液段和水洗段中的槽体中，在传输线30的上方和下方均构置有喷头50，采用喷淋的方式对电池片40进行浸润喷淋，从而可使电池片40能被药液或纯水完全浸润，进而可将电池片40上的掩膜层41能完全去除。

所有喷头50均朝电池片40的一侧喷淋设置，其均被悬空设置在槽内，并被构置在电池片的上下两侧。所有喷头50均朝水平设置的电池片40的上面和下面相对喷淋。其中，在电池片40上下两侧的喷头50可对称设置或错位设置，也就是上下相对设置的喷头50可相对于传输线30对称设置、亦可相对于传输线30错位设置。

优选地，喷头50可被固定地悬置在电池片40的上下两侧，其可做固定式喷淋，也就是无法摆动或转动。喷头50还可被铰接在电池片40的上下两侧，其可做摆动式喷淋；当摆动时，喷头50可边摆动边旋转，亦可边摆动边不旋转。

相应地，喷头50喷淋的方式为水帘式喷淋，或为水雾式喷淋，或为扇形状式喷淋。在所有药液槽和水洗槽中都设有用于驱动电池片40水平移动的输送机。

如图1所示，第二单元20主要是对电池片40表面上最底层的金属层42进行去除，其设有药液段、水洗段和烘干段。第二单元20中的药液段为酸性药液段21，水洗段为第二水洗段22，还设有用于干燥的烘干段23。其中，酸性药液段21中至少设有两个药液槽，可基于实际情况设置药液槽的数量。其中，酸性药液段21中所有药液槽中的药液成份是相同的，均为酸性溶液，但相邻药液槽中的酸液浓度可相同或不相同。

酸性药液段21中的药液槽的数量，在本申请中不具体限定，可以基于实际情况来增加布设药液槽的数量，以提高对电池片40中底层金属层42的去除清洗。酸性药液段21中的所有药液槽的成份均相同，均为酸性溶液，其成份为无机酸类，包括硫酸、盐酸、硼酸、磷酸和硝酸中的其中一者。相应地，酸性溶液的体积浓度为1-10％，且可在酸性溶液中添加氨基酸类的添加剂，以便于提高对金属层42的刻蚀效果。优选地，酸性药液段21中药液温度范围为20-35℃。

在酸性药液段21之后的第二水洗段22中设有一个水洗槽，用于清洗电池片40上的残余药液；在第二水洗段22之后还设有用于将电池片40干燥的烘干段23。

如图2所示，在第二单元20中，在酸性药液段21和第二水洗段22中，均通过传输线30对电池片40进行对位夹持固定，传输线30可稳定地夹持电池片40并使电池片40完全地被酸性药液段21槽中的药液喷淋浸润或第二水洗段22中的纯水喷淋浸润。这种传输线30使电池片40水平放置，并通过设置在传输线30上下两侧对位设置的喷头50进行喷淋清洗的方式，可以高效且稳定地完成对水平放置的电池片40进行湿式喷淋刻蚀清洗，从而完成对电池片40上的金属层42的去除，最终获得图案清晰且完整的带有栅线43的电池片40。

在第二单元20中，所有喷头50的机构与第一单元10中的结构相同，即均朝水平设置的电池片40的上面和下面相对喷淋。其中，在电池片40上下两侧的喷头50可对称设置或错位设置，也就是上下相对设置的喷头50可相对于传输线30对称设置、亦可相对于传输线30错位设置。

相应地，喷头50可被固定地悬置在电池片40的上下两侧，其可做无法摆动或转动的固定式喷淋。或者，喷头50被铰接在电池片40的上下两侧，其可做摆动式喷淋。而当摆动时，喷头50可边摆动边旋转，亦可边摆动边不旋转。

进一步的，喷头50喷淋的方式为水帘式喷淋，或为水雾式喷淋，或为扇形状式喷淋。在所有药液槽和水洗槽中都设有用于驱动电池片40水平移动的输送机。

由于现有技术中都是采用立式放置的电池片进行清洗去除，而承载立式电池片40的片篮在溶液中移动时极易出现扰流问题，扰流会增加超薄电池片40的阻力，进而会增加电池片的碎裂。而本申请提出这种水平双湿式的去除设备，不仅可避免扰流问题的发生，而且还可包装药液对电池片40表面的充分接触，进而可加强掩膜层41或金属层42的去除效果，亦可降低碎裂的几率。

一种电池片制备工艺，采用如上所述的水平双湿式去除设备进行生产，如图5所示，步骤包括：

S1、去除电池片40中的掩膜层41。

也就是在第一单元10的碱性药液段11中的所有药液槽中，采用药液对水平放置的电池片40进行喷淋清洗，以去除掩膜层41，且电池片40水平地在传输线30上逐片传输。

在去除掩膜层时，药液槽中的药液为碱性溶液，其成份为碳酸钠、碳酸钾、或氢氧化钾的其中一者。其中，药液槽中的碱性溶液的体积浓度为2.5-7％，温度为40-65℃。还可以在碱性溶液中还可添加添加剂，该添加剂包括且不限于消泡剂、湿润剂和界面活性剂，以加强与药液配合的去除效果，可更好地控制掩膜去除的均匀性和一致性。

在药液喷淋时，喷头50的喷淋方式为水帘式喷淋、水雾式喷淋或扇形状式喷淋的任意一种，只要能将药液完全且均匀地喷洒到电池片40的表面上即可。喷头50喷流压力的范围为0.5-3.5Kg/cm

在整个去除掩膜层41的过程中，电池片40始终是被传输线30上对位设置的辊轴夹持固定的，可完全地被药液槽中的药液喷淋浸润或被水洗槽中的纯水喷淋浸润。这种水平传输电池片40并通过对位设置的喷头50进行喷淋清洗的方式，可以高效且稳定地完成对水平放置的电池片40进行湿式喷淋刻蚀清洗，从而完成对电池片40上的掩膜层41的去除，最终获得图案清晰且完整的带有栅线43的电池片40。

S2、对电池片40进行水洗。

再在第一水洗段12中的所有水洗槽中对电池片进行纯水清洗，控制喷头50喷压及流量，以对电池片40的单面或双面进行喷淋清洗，以把电池片40表面上未清洗掉的掩膜层41和残留的药液清洗掉，以确保电池片40表面上的洁净。

在第一水洗段12中，也是采用控制喷头50喷淋压力及流量，来清洗电池片40，其中，喷头50的喷淋方式为水帘式喷淋、水雾式喷淋或扇形状式喷淋的任意一种。

在整个去除掩膜层41的过程中，电池片40始终是被传输线30上对位设置的辊轴夹持固定的，可完全地被水洗槽中的纯水喷淋浸润。这种水平传输电池片40并通过对位设置的喷头50进行喷淋清洗的方式，可以高效且稳定地完成对水平放置的电池片40进行湿式喷淋刻蚀清洗，从而完成对电池片40上的掩膜层41的去除。

S3、再去除电池片40中的金属层42。

在第二单元20中的酸性药液段21中的所有药液槽中，均采用药液对水平放置的电池片40进行喷淋清洗，以去除金属层42，且电池片40水平地在传输线30上逐片传输。

在去除金属层时，药液槽中的药液为酸性溶液，其成份为无机酸类，包括硫酸、盐酸、硼酸、磷酸和硝酸中的其中一者。优选地，酸性溶液的体积浓度为1-10％，且药液槽中的温度为20-35℃。当然，亦可在酸性溶液中添加氨基酸类的添加剂，以便于提高对金属层42的刻蚀效果。

在药液喷淋时，喷头50的喷淋方式为水帘式喷淋、水雾式喷淋或扇形状式喷淋的任意一种，只要能将药液完全且均匀地喷洒到电池片40的表面上即可。喷头50喷流压力的范围为0.5-3.5Kg/cm

在整个去除金属层42的过程中，电池片40始终是被传输线30上对位设置的辊轴夹持固定的，可完全地被药液槽中的药液喷淋浸润。这种水平传输电池片40并通过对位设置的喷头50进行喷淋清洗的方式，可以高效且稳定地完成对水平放置的电池片40进行湿式喷淋刻蚀清洗，从而完成对电池片40上的金属层42的去除，最终获得图案清晰且完整的带有栅线43的电池片40。

S4、对电池片40进行水洗、烘干。

再在第二水洗段22中所有水洗槽中对电池片40进行纯水清洗，控制喷头50喷压及流量，以对电池片40的单面或双面进行喷淋清洗，以把电池片40表面上未清洗掉的金属层42和残留的药液清洗掉，以确保电池片40表面上的洁净。

在整个去除金属层42的过程中，电池片40始终是被传输线30上对位设置的辊轴夹持固定的，可完全地被水洗槽中对位设置的喷头50进行纯水喷淋浸润，可以高效且稳定地完成对水平放置的电池片40进行湿式喷淋刻蚀清洗，从而完成对电池片40上的掩膜层41的去除，最终获得图案清晰且完整的带有栅线43的电池片40。

再在具有一定温度的烘干段23中进行烘干，以去除电池片40表面上的水珠。

最终获取具备金属栅线43的电池片40。

为使本领域技术人员对本发明的方法进一步理解，下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细解释，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

S1、去除电池片40中的掩膜层41。

获取已制备好的带有电镀金属栅线43的电池片40，且为具有正面和背面上设有掩膜层41、栅线43、以及置于掩膜层41和栅线43下方的底层金属层42的双面电池片40。

其中，其掩膜层41为干膜，其厚度为25um。而侧包边掩膜层41为热固式涂胶，其厚度为15um。底层金属层42的材料为铜质，厚度为150nm。

在第一单元10中的碱性药液段11中，药液槽有两个，且所有药液槽中的药液均为碳酸氢钠。

其中，第一药液槽中碳酸氢钠的体积浓度为5％，药液温度为60℃、超声波清洗频率40kHz，操作时间为60s，电池片40在第一药液槽中进行喷淋药液去膜。

第二药液槽中碳酸氢钠的体积浓度为1.0％，药液温度为60℃、时间为60s。

在第一药液槽和第二药液槽中，喷头50的喷压范围为2.0-2.5Kg/cm2，且喷头50为左右60°的倾斜角度进行摆动喷淋。

S2、对电池片40进行水洗。

在第一水洗段12中的水洗槽中对电池片40进行纯水清洗，清洗温度为25℃，清洗时间为60s。其中，控制喷头固定不动，且均朝电池片40的双面进行喷淋，喷淋压力为1.0-1.2Kg/cm

S3、再去除电池片40中的金属层42。

再已去掩膜层41完毕的双面电池片40，送入至第二单元20中，其中，电池片40的金属层42为铜质，其厚度为150nm。

第二药液单元20中的酸性药液段21中设有两个药液槽，且药液槽内的药液成份均为硫酸。其中，在酸性药液段21中的第一药液槽中的硫酸体积浓度为5％，温度为30℃，清洗时间为60s。在这一清洗过程中，所有喷头50为固定式不动，所有喷头50的喷压范围为2.0-2.5Kg/cm

在酸性药液段21中的第二药液槽22中的药液体积浓度为1.0％，温度为60℃，时间为60s。喷头50为左右摆动，且其摆动角度为45°，喷头50喷压范围为2.0-2.5Kg/cm

S4、对电池片40进行水洗、烘干。

在第二水洗段23中的水洗槽中对电池片40进行纯水清洗，清洗温度为25℃，清洗时间为60s。其中，控制喷头固定不动，且均朝电池片40的双面进行喷淋，喷淋压力为1.0-1.2Kg/cm

再控制电池片40进入温度为30-40℃的烘干段23中进行干燥，时间为5-15s。

即得如图4所示的细栅线43图形化的双面电池片40。

采用本申请设计的一种水平双湿式去除设备，可对水平放置的电池片逐个地进行掩膜层去除和底层金属层去除，可使药液与被去除层充分接触，完全将掩膜层和金属层去除掉，具有低破片率、高药液利用率以及高去除效率的特点，可获得栅线图案清晰且线条均匀的电池片，不仅去除效果好且产品质量稳定，提高电池片转换效率。本申请还提出一种采用该水平双湿式去除设备生产的电池片制备工艺。

以上对本申请的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本申请的较佳实施例，不能被认为用于限定本申请的实施范围。凡依本申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本申请的专利涵盖范围之内。