一种新型的硅片清洗工序单面酸腐蚀制绒的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种新型的硅片清洗工序单面酸腐蚀 制绒的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，单、多晶硅太阳电池的主要制造工艺已经标准化，其主要步骤如下：
[0003] a.化学清洗及表面织构化处理：通过化学反应使原本光亮的硅片表面形成凸凹 不平的结构，以增加光的吸收。
[0004] b.扩散：P型硅片（P型硅是在硅晶体中掺杂了三价杂质而使硅材料呈现出P型半 导体特性）进行磷扩散，P0CL3在大于600度的高温下分解生成PCL5和P205,其反应式如 下：
[0005] 5P0C13 - P205+3PC15;生成的P205在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅 (Si02)和憐原子：
[0006] 2P205+5Si=5Si02+4P
[0007] P0C13分解产生的P205淀积在硅片表面，P205与硅反应生成Si02和磷原子，并在 硅片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散，电池表面变成N型，形成PN 结（如图1所示），使得硅片具有光伏效应。扩散的浓度、深度以及均匀性直接影响太阳电 池的电性能，扩散进杂质的总量用方块电阻来衡量，杂质总量越小，方块电阻越大。
[0008] c.周边刻蚀：该步骤的目的在于去掉扩散时在硅片边缘形成的将PN结两端短路 的导电层，即扩散后硅片四周的N型硅，防止漏电。
[0009] d.沉积减反射膜（等离子体增强型化学气相沉积，英文名称Plasma Enhance Chemical Vapour Deposition，缩写为PECVD):通过氨气与硅烷在400度左右通过化学反 应产生氮化硅的过程。SIH4+NH3 - SI3N4+NH3+N2
[0010] 目前主要有两类减反射膜，氮化硅膜和氧化钛膜，主要起减反射和钝化的作用。
[0011] e.印刷电极：丝网印刷是采用压印的方式将预定的图形印刷在基板上，该设备由 电池背面银铝浆印刷、电池背面铝浆印刷和电池正面银浆印刷三部分组成。其工作原理 为：利用丝网图形部分网孔透过浆料，用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力，同时朝丝网 另一端移动。油墨在移动中被刮刀从图形部分的网孔中挤压到基片上。由于浆料的粘性作 用使印迹固着在一定范围内，印刷中刮板始终与丝网印版和基片呈线性接触，接触线随刮 刀移动而移动，从而完成印刷行程。
[0012] f.烧结：使印刷的电极与硅片之间形成合金的过程。
[0013] 目前清洗制绒工艺，采用化学溶液腐蚀对硅片进行的处理，硅片浸没在腐蚀液双 面腐蚀，其工艺为：刻蚀槽槽体体积：380L ;硝酸：氢氟酸：水=220:36:124 ;温度：7~8 度，刻蚀深度：7~8 y m ;碱洗槽浓度：5% +水洗；酸洗槽浓度：7% +水洗；风刀吹干。 [0014] 现有技术的缺陷：目前采用双面制绒，去除硅片表面切割损伤层及表面制绒降低 反射率的目的，用下表面即反射率低的面制PN结来制作电池。现有技术每一面腐蚀厚度 7~8um，双面腐蚀去除厚度偏高，在电池片成本要求越来越高的今天，要求去除厚度越来 越小，现有工艺不足以满足生产需要。
[0015] 本发明采用的单面制绒可以将去除厚度控制在2. 5~3. 5um，实现了单面制绒工 艺，即可降低破片率又可以提升电池转换效率。
【发明内容】
[0016] 发明目的：为了克服现有技术的缺陷，特发明一种单面制绒方法，在保证损伤层去 除干净及表面反射率低的情况下，可以增加电池片的厚度，提高转化效率和降低破片率。
[0017] 技术方案：一种新型的硅片清洗工序单面酸腐蚀制绒的方法，其步骤包括：
[0018] 1、调节刻蚀槽槽体的水平及液位高度，槽体内液体总体积：380L，刻蚀槽体长度： 2m〇
[0019]2、配药：
[0020] 药液配比：浓度为68 %的硝酸：200L，浓度为40 %的氢氟酸：20L，浓度为98 %的 硫酸：80L，水：80L;
[0021] 由于硫酸的浓度和密度高，可以增加药液粘稠度，让硅片在液位表面漂浮经过刻 蚀槽，保证单面腐蚀。（如图1)
[0022] 3、刻蚀：
[0023] 控制槽体液体温度：7~9度，
[0024] 滚轮速度：1. 5m/min，
[0025] 腐蚀时间：90秒。
[0026] 使硅片绒面腐蚀厚度控制在2. 5~3. 5 y m。
[0027]4、硅片依次经过刻蚀槽、水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗、吹干工序后，用制绒面作PN 结，并进行送扩散等后续工序。
[0028] 本发明的有益效果：本发明采用的单面制绒去除厚度控制在2. 5~3. 5 ym，实现 了单面制绒工艺，即可降低破片率又可以提升转换效率。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明新型单面酸腐蚀制绒工艺示意图；
[0030] 图2是传统双面制绒工艺所得绒面显微镜绒面图；
[0031] 图3是本发明单面制绒工艺所得绒面显微镜绒面图。
【具体实施方式】
[0032] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对 本发明进行详细描述。
[0033] 传统双面制绒的腐蚀厚度越高，药液浓度越高，反应变快，形成的绒面越大，且宽 而散。而采用本发明的单面、慢反应腐蚀制绒，形成的绒面结构细密，而腐蚀浓度越低对表 面结构越有利。图2、图3是分别的3D显微镜绒面对比图。
[0034]测试正常双面制绒工艺与本发明工艺的效率对比数据如下：
[0035]
【主权项】
1. 一种新型的硅片清洗工序单面酸腐蚀制绒的方法，其特征在于，其步骤包括： 1) 调节刻蚀槽槽体的水平及液位高度，槽体内液体总体积：380L，刻蚀槽体长度：2m; 2) 配药： 药液配比：浓度为68%的硝酸：200L，浓度为40%的氢氟酸：20L，浓度为98%的硫酸： 80L，水：80L ; 3) 刻蚀： 控制槽体液体温度：7~9度，滚轮速度：1. 5m/min，腐蚀时间：90秒，使硅片绒面腐蚀 厚度控制在2. 5~3.5 μπι; 4) 硅片依次经过刻蚀槽、水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗、吹干工序后，用制绒面作PN结， 并进行送扩散等后续工序。
【专利摘要】本发明公开了一种新型的硅片清洗工序单面酸腐蚀制绒的方法，其步骤包括：1)调节刻蚀槽槽体的水平及液位高度；2)配药：药液配比：浓度为68％的硝酸：200L，浓度为40％的氢氟酸：20L，浓度为98％的硫酸：80L，水：80L；3)刻蚀：控制槽体液体温度：7～9度，滚轮速度：1.5m/min，腐蚀时间：90秒，使硅片绒面腐蚀厚度控制在2.5～3.5μm；4)后续工序。本发明采用的单面制绒去除厚度控制在2.5～3.5μm，实现了单面制绒工艺，即可降低破片率又可以提升转换效率。
【IPC分类】H01L31-0236
【公开号】CN104835867
【申请号】CN201510129177
【发明人】黄镇, 王建华, 丁霞, 孙明晶
【申请人】中建材浚鑫科技股份有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月23日