本發(fā)明涉及太陽(yáng)電池領(lǐng)域，具體涉及了一種硅片及其制備方法，本發(fā)明還涉及了采用該硅片制作而成的太陽(yáng)電池。

背景技術(shù)：

1、單晶硅太陽(yáng)電池占現(xiàn)有光伏市場(chǎng)的很大比例（大約占95%以上），具有轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性好、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，由于單晶硅屬于脆性材料，非常易碎，通常采用剛性玻璃進(jìn)行封裝制作光伏組件，不具備可彎折柔性的特點(diǎn)。隨著光伏應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的場(chǎng)景需要輕質(zhì)、柔性的光伏組件，例如屋頂、車(chē)頂、便攜式電源、可穿戴電子設(shè)備等，因此，提高單晶硅太陽(yáng)電池的可彎折柔性性能具有迫切的實(shí)際應(yīng)用需求。

2、經(jīng)有關(guān)研究證實(shí)，單晶硅太陽(yáng)電池的易碎性與硅片切片時(shí)在邊緣遺留的線痕和表面的絨面結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，其中，絨面結(jié)構(gòu)是利用單晶硅片在堿性溶液中的各向異性反應(yīng)制備得到的，是一種具有金字塔狀的陷光結(jié)構(gòu)，用以捕獲更多的太陽(yáng)光。但是，邊緣的遺留線痕和金字塔結(jié)構(gòu)會(huì)降低硅片的機(jī)械強(qiáng)度，因?yàn)榫€痕的凹陷谷部，以及相鄰金字塔的谷部形成了比較尖銳的夾角，類(lèi)似于在硅片上形成了許多微觀的“缺口”，當(dāng)硅片受到彎折、震動(dòng)、熱沖擊（溫度發(fā)生劇烈的變化）時(shí)，缺口位置會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致硅片容易發(fā)生碎裂。在電池片的生產(chǎn)、電池組件的生產(chǎn)以及光伏產(chǎn)品的使用過(guò)程中，都有可能發(fā)生硅片碎裂的情況。

3、進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，如申請(qǐng)?zhí)枮閏n202211090758x的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種對(duì)硅片邊緣進(jìn)行圓滑加工處理的方法和結(jié)構(gòu)，使硅片具有柔軟性；又如申請(qǐng)?zhí)枮閏n2023101757573的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了利用等離子體刻蝕進(jìn)行邊緣加工處理的方法；再如申請(qǐng)?zhí)枮閏n2023101363247的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種邊緣拋光的單晶制絨硅片以及制備方法，將硅片邊緣寬度為0.1~5mm的區(qū)域制備成沒(méi)有金字塔結(jié)構(gòu)的光滑表面，可以有效地減小金字塔夾角處產(chǎn)生的應(yīng)力集中，提高硅片的可彎折柔性性能。

4、然而隨著本申請(qǐng)人的深入實(shí)施開(kāi)發(fā)發(fā)現(xiàn)，采用上述方法可以使硅片的可彎折性能顯著提高，然而將硅片制作成太陽(yáng)電池片時(shí)，硅片需要經(jīng)歷一系列太陽(yáng)電池制作工序，硅片的可彎折性能會(huì)逐漸下降，嚴(yán)重影響了柔性電池片的生產(chǎn)合格率。

5、請(qǐng)分別參見(jiàn)圖1和圖2所示，其中，圖1為可看出硅片邊緣經(jīng)過(guò)拋光處理后十分平滑，平滑的邊緣可以提高硅片的可彎折性能；圖2為圖1所示單晶制絨硅片經(jīng)歷一系列太陽(yáng)電池制作工序后邊緣的激光顯微照片，可看出硅片的邊緣產(chǎn)生了較多缺陷，導(dǎo)致硅片的可彎折性能下降。

6、為此，申請(qǐng)人希望尋求技術(shù)方案來(lái)解決以上技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種硅片及其制備方法、太陽(yáng)電池，通過(guò)設(shè)置防護(hù)涂層避免硅片的邊緣受到化學(xué)腐蝕和機(jī)械損傷，使得硅片在制作太陽(yáng)電池的工藝過(guò)程中維持原有的可彎折性能，有力保障了采用可彎折硅片的可靠性，進(jìn)而確保制作得到可彎折太陽(yáng)電池（即為柔性電池片）的生產(chǎn)合格率。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種硅片，包括硅基片，其中，所述硅基片的側(cè)邊包覆有防護(hù)涂層，且該防護(hù)涂層一體延伸至所述硅基片的正面邊緣和/或其背面邊緣。

4、優(yōu)選地，所述涂層的材料包括聚四氟乙烯ptfe和/或改性聚四氟乙烯材料（包括可溶性聚四氟乙烯pfa、聚全氟乙丙烯fep等）；其中，所述聚四氟乙烯和/或改性聚四氟乙烯材料占所述涂層的重量份比例為90-100wt%，不僅具有良好的耐酸堿、耐氧化性能，能夠耐受高達(dá)300℃的高溫，并且和硅基片之間有較強(qiáng)的結(jié)合力，使得硅基片的邊緣得到可靠的包覆防護(hù)效果。

5、優(yōu)選地，所述防護(hù)涂層的厚度范圍為1-100μm；和/或所述防護(hù)涂層在所述硅基片的正面邊緣或其背面邊緣的覆蓋寬度范圍為0.1-5mm。

6、優(yōu)選地，所述硅基片為對(duì)原始硅片進(jìn)行化學(xué)拋光處理后得到的拋光單晶硅片。

7、優(yōu)選地，一種根據(jù)以上所述硅片的制備方法，包括如下操作步驟：

8、s1）.對(duì)原始硅片進(jìn)行化學(xué)拋光處理，然后進(jìn)行清洗、烘干，得到作為硅基片的拋光硅片；

9、s2）.在上述步驟s1）所得拋光硅片的側(cè)面、正面邊緣和/或背面邊緣涂敷防護(hù)粘接劑，得到涂敷有防護(hù)粘接劑的拋光硅片；

10、s3）.對(duì)上述步驟s2）所得拋光硅片中的防護(hù)粘接劑進(jìn)行燒結(jié)，得到所述硅片。

11、優(yōu)選地，在所述步驟s1）中，所述化學(xué)拋光采用堿性溶液拋光，或所述化學(xué)拋光采用兩步法化學(xué)拋光，其中，第一步化學(xué)拋光采用堿性溶液拋光，第二步化學(xué)拋光采用酸性溶液拋光。

12、優(yōu)選地，所述堿性溶液包括naoh、koh中的至少一種，其中，堿占所述堿性溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-25%，和/或所述堿性溶液的溫度為65-95℃，和/或所述堿性腐蝕拋光的處理時(shí)間為1-10min；所述酸性溶液包括氧化劑與hf，氧化劑占所述酸性溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-60%，hf占所述酸性溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%-15%，和/或所述酸性溶液的溫度為15-40℃，和/或所述酸性溶液拋光的處理時(shí)間為3-30min；所述氧化劑優(yōu)選為hno3或臭氧，其中，所述hno3占所述酸性溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-60%；所述臭氧占所述酸性溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20ppm-200ppm。

13、優(yōu)選地，在所述步驟s3）中，在燒結(jié)之前，對(duì)防護(hù)粘接劑進(jìn)行烘干（具體是指：使得防護(hù)粘接劑的溶劑被烘干），得到預(yù)成型的防護(hù)涂層；其中，烘干溫度為100-200℃，烘干時(shí)間為1-10min；燒結(jié)溫度為250-400℃，燒結(jié)時(shí)間為10-60min；優(yōu)選地，在烘干后且燒結(jié)之前，對(duì)預(yù)成型的防護(hù)涂層施加壓力使得預(yù)成型的防護(hù)涂層厚度減小，進(jìn)一步優(yōu)選地，使得預(yù)成型的防護(hù)涂層厚度減小到1-50μm，提高預(yù)成型的防護(hù)涂層厚度均勻性，然后再對(duì)其進(jìn)行燒結(jié)。

14、優(yōu)選地，一種太陽(yáng)電池，采用硅片制作而成，所述硅片采用根據(jù)以上所述硅片或采用根據(jù)以上所述硅片的制備方法制備而成。

15、優(yōu)選地，所述太陽(yáng)電池為硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池；其中，采用硅片制作成的硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池的工序包括硅片制絨清洗，和/或在硅片上進(jìn)行非晶硅薄膜沉積、和/或在硅片上進(jìn)行透明導(dǎo)電薄膜沉積、和/或在硅片上絲網(wǎng)印刷或電鍍制作電極。

16、本發(fā)明在硅基片的側(cè)邊、正面邊緣和/或其背面邊緣設(shè)置防護(hù)涂層，使得硅基片的邊緣得到可靠的包覆防護(hù)，該防護(hù)涂層可以避免硅片的邊緣受到化學(xué)腐蝕和機(jī)械損傷，使得硅片在制作太陽(yáng)電池的工藝過(guò)程中（包括強(qiáng)堿性化學(xué)藥液、強(qiáng)酸性化學(xué)藥液、強(qiáng)氧化性化學(xué)藥液、高溫、真空，以及高能粒子轟擊等苛刻環(huán)境）維持原有的可彎折性能，有力保障了采用可彎折硅片的可靠性，進(jìn)而確保制作得到可彎折太陽(yáng)電池（即為柔性電池片）的生產(chǎn)合格率。

技術(shù)特征：

1.一種硅片，其特征在于，包括硅基片，其中，所述硅基片的側(cè)邊包覆有防護(hù)涂層，且該防護(hù)涂層一體延伸至所述硅基片的正面邊緣和/或其背面邊緣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片，其特征在于，所述涂層的材料包括聚四氟乙烯和/或改性聚四氟乙烯材料；其中，所述聚四氟乙烯和/或改性聚四氟乙烯材料占所述涂層的重量份比例為90-100wt%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片，其特征在于，所述防護(hù)涂層的厚度范圍為1-100μm；和/或所述防護(hù)涂層在所述硅基片的正面邊緣或其背面邊緣的覆蓋寬度范圍為0.1-5mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片，其特征在于，所述硅基片為對(duì)原始硅片進(jìn)行化學(xué)拋光處理后得到的拋光單晶硅片。

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述硅片的制備方法，其特征在于，包括如下操作步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述硅片的制備方法，其特征在于，在所述步驟s1）中，所述化學(xué)拋光采用堿性溶液拋光，或所述化學(xué)拋光采用兩步法化學(xué)拋光，其中，第一步化學(xué)拋光采用堿性溶液拋光，第二步化學(xué)拋光采用酸性溶液拋光。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述硅片的制備方法，其特征在于，所述堿性溶液包括naoh、koh中的至少一種，其中，堿占所述堿性溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-25%，和/或所述堿性溶液的溫度為65-95℃，和/或所述堿性腐蝕拋光的處理時(shí)間為1-10min；所述酸性溶液包括氧化劑與hf，氧化劑占所述酸性溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-60%，hf占所述酸性溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%-15%，和/或所述酸性溶液的溫度為15-40℃，和/或所述酸性溶液拋光的處理時(shí)間為3-30min。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述硅片的制備方法，其特征在于，在所述步驟s3）中，在燒結(jié)之前，對(duì)防護(hù)粘接劑進(jìn)行烘干，得到預(yù)成型的防護(hù)涂層；其中，烘干溫度為100-200℃，烘干時(shí)間為1-10min；燒結(jié)溫度為250-400℃，燒結(jié)時(shí)間為10-60min；優(yōu)選地，在烘干后且燒結(jié)之前，對(duì)預(yù)成型的防護(hù)涂層施加壓力使得預(yù)成型的防護(hù)涂層厚度減小。

9.一種太陽(yáng)電池，采用硅片制作而成，其特征在于，所述硅片采用根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的硅片或采用根據(jù)權(quán)利要求5-8之一所述硅片的制備方法制備而成。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)電池，其特征在于，所述太陽(yáng)電池為硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池；其中，采用硅片制作成的硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池的工序包括硅片制絨清洗，和/或在硅片上進(jìn)行非晶硅薄膜沉積、和/或在硅片上進(jìn)行透明導(dǎo)電薄膜沉積、和/或在硅片上絲網(wǎng)印刷或電鍍制作電極。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種硅片及其制備方法、太陽(yáng)電池，包括硅基片，其中，硅基片的側(cè)邊包覆有防護(hù)涂層，且該防護(hù)涂層一體延伸至硅基片的正面邊緣和/或其背面邊緣；本發(fā)明通過(guò)設(shè)置防護(hù)涂層避免硅片的邊緣受到化學(xué)腐蝕和機(jī)械損傷，使得硅片在制作太陽(yáng)電池的工藝過(guò)程中維持原有的可彎折性能，有力保障了采用可彎折硅片的可靠性，進(jìn)而確保制作得到可彎折太陽(yáng)電池（即為柔性電池片）的生產(chǎn)合格率。

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技術(shù)公布日：2025/5/15