一種適用於太陽能電池片的背部掩膜裝置及其組件的製作方法
2023-10-11 13:23:24
本實用新型涉及太陽能電池領域，具體涉及一種適用於太陽能電池片的背部掩膜裝置及其組件。
背景技術：
目前，在所有的太陽能電池中，矽太陽能電池是得到大範圍商業推廣的太陽能電池之一，這是由於矽材料在地殼中有著極為豐富的儲量，同時矽太陽能電池相比其他類型的太陽能電池，有著優異的電學性能和機械性能。在未來光伏技術的發展中，矽太陽能電池光電性能的提高，仍然是行業的重中之重。隨著雙玻璃組件在光伏的實際應用表現出獨特的優勢，客戶對電池電性能及外觀要求越來越嚴格，尤其是電池背部（鋁背場）逐漸受到重視。
太陽能電池片生產過程中的一個重要的工序是PECVD（簡稱PE），現行業實現該工序的方式主要分兩種：管式PECVD和板式PECVD（簡稱管P和板P），板P由於其表面鍍的SiN膜顏色均勻、外觀良好、產量高等優點，而備受客戶追捧。
由於板P鍍膜工藝過程中矽片在SiN氣氛中呈懸空狀態，部分SiN會通過矽片與載板間隙，繞過矽片最終在背部（P面）形成一層薄薄的SiN層，俗稱繞射（或背鍍）。
背部（P面）的SiN在本工序並不會帶來不良影響，但在絲網背部印刷鋁漿，燒結後就會有不同程度的問題出現。主要有兩大不良：
（1）鋁背場掉粉——SiN繞射輕微時，鋁背場燒結後外觀不良表現不明顯，手接觸鋁背場邊緣區域時，有明顯的磨砂感，輕微擦拭有鋁顆粒掉落，批量矽片疊加在一起時由於片與片之間存在的摩擦，會有大量鋁粉掉落造成正面髒汙；甚至在測試過程中鋁粉會飄落於機臺各處，嚴重時影響測試穩定性。
（2）鋁背場邊角發白、脫落——SiN繞射嚴重時，鋁背場會出現明顯燒結不良現象，矽片邊角區域繞射的SiN偏厚，導致鋁難以燒穿SiN與矽片接觸較差，最終表現為邊角鋁背場發白、脫落。
因此，設計一種適用於太陽能電池片的背部掩膜裝置及其組件，能夠避免板式PECVD鍍膜過程中電池片背部（P面）繞射SiN，同時解決由於SiN繞射引起的一系列問題——鋁背場掉粉、鋁背場邊角脫落等，顯然具有積極的現實意義。
技術實現要素：
本實用新型的發明目的是提供一種適用於太陽能電池片的背部掩膜裝置及其組件。
為達到上述發明目的，本實用新型採用的技術方案是：一種適用於太陽能電池片的背部掩膜裝置，其包括至少覆蓋矽片背面邊緣的掩膜本體，所述掩膜本體覆蓋矽片背面邊緣的寬度不小於20mm。
進一步地，所述掩膜本體為中間鏤空結構，該鏤空結構的面積不大於116×116mm2。
優選地，所述掩膜本體為石墨掩膜本體。
進一步地，所述掩膜本體的厚度為0.9~1.1mm。優選地，厚度為1mm。
進一步地，所述掩膜本體的重量不大於20g。
一種適用於太陽能電池片的背部掩膜組件，該背部掩膜組件由複數個權利要求1中所述的掩膜本體等間距拼接構成，相鄰的兩個所述掩膜本體之間由連接橫梁連接固定。
進一步地，9個所述掩膜本體等間距拼接構成規格為3×3的掩膜組件。
進一步地，6個所述掩膜本體等間距拼接構成規格為2×3的掩膜組件。
進一步地，相鄰的兩個所述掩膜本體的中心點之間的間距為164.4~164.6mm。優選地，間距為164.5mm。
進一步地，所述連接橫梁上設有與石墨載板上的格條相配合的卡槽，在安裝組件時，通過連接橫梁上的卡槽與石墨載板上的格條卡合固定，所述連接橫梁的寬度為6.8~7.0mm，高度為9~11mm。
本實用新型的工作原理為：在板式PECVD生產工序過程中，先在石墨載板上載滿矽片，然後將掩膜本體放置於矽片上方，保證掩膜本體構成的掩膜組件與石墨載板完全嵌套在一起，工藝結束石墨載板出腔後，將掩膜本體取下按照常規流程裝卸矽片即可。
由於掩膜本體能夠有效防止矽片背部繞射SiN，使得矽片在後續的生產過程中，經過絲網印刷燒結後，鋁背場邊緣觸摸光滑，無磨砂感，矽片間摩擦無髒汙掉粉現象。繞射得到徹底解決，由此帶來的鋁背場問題也一併消除。
由於上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：
1．本實用新型的掩膜本體能夠在矽片的板式PECVD工序中有效防止SiN繞射鍍到矽片背部，從而解決了由於SiN繞射引起的鋁背場掉粉、鋁背場邊角脫落等問題；
2．本實用新型結構簡單，易於製作，適於推廣應用。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例一中規模為3×3的掩膜組件的結構示意圖。
圖2是圖1中規模為3×3的掩膜組件的側面結構示意圖。
圖3是本實用新型實施例一中規模為2×3的掩膜組件的結構示意圖。
其中：1、掩膜本體；2、掩膜組件一；3、掩膜組件二；4、連接橫梁。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述：
實施例一：
參見圖1至3所示，一種適用於太陽能電池片的背部掩膜裝置，其包括至少覆蓋矽片背面邊緣的掩膜本體1，所述掩膜本體覆蓋矽片背面邊緣的寬度不小於20mm。
本實施例中，所述掩膜本體為中間鏤空結構，該鏤空結構的面積不大於116×116mm2。
所述掩膜本體為石墨掩膜本體，保證掩膜本體在工藝過程中（工藝溫度450℃）不會變形。
所述掩膜本體的厚度為0.9~1.1mm。
所述掩膜本體的重量不大於20g。
根據使用的需要，可以將複數個所述掩膜本體等間距拼接構成掩膜組件，相鄰的兩個所述掩膜本體之間由連接橫梁4連接固定。
以156×156矽片，5×6石墨載板為例：
掩膜本體選材採用石墨材質，具有易加熱、易清洗、耐高溫、便於製作加工等諸多優點。
為避免單個掩膜本體過大不易操作，故將9個所述掩膜本體等間距拼接構成規格為3×3的掩膜組件一2和將6個所述掩膜本體等間距拼接構成規格為2×3的掩膜組件二3。
例如：兩個掩膜組件一和兩個掩膜組件二，搭配可使用5×6石墨載板，
（3×3+2×3）×2=5×6；或（2×3）×4=6×4適用6×4石墨載板等。
掩膜本體厚度為1mm，鏤空面積為116×116mm2，相鄰兩個掩膜本體的中心點之間的距離為164.5mm，連接橫梁寬度為6.9mm，高度為10mm。
本實用新型的工作原理為：在板式PECVD生產工序過程中，先在石墨載板上載滿矽片，然後將掩膜本體放置於矽片上方，保證掩膜本體構成的掩膜組件與石墨載板完全嵌套在一起，工藝結束石墨載板出腔後，將掩膜本體取下按照常規流程裝卸矽片即可。
由於掩膜本體能夠有效防止矽片背部繞射SiN，使得矽片在後續的生產過程中，經過絲網印刷燒結後，鋁背場邊緣觸摸光滑，無磨砂感，矽片間摩擦無髒汙掉粉現象。繞射得到徹底解決，由此帶來的鋁背場問題也一併消除。