利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺，其包括如下步骤：a、提供所需的晶硅电池片，所述晶硅电池片的正面具有阻挡保护层；b、将上述晶硅电池片的背面放置浸泡在四甲基氢氧化铵溶液中，以对晶硅电池片的背面进行所需的去结抛光，并通过阻挡保护层对晶硅电池片的正面进行保护；四甲基氢氧化铵溶液的浓度为2%~5%，温度为68℃~72℃，晶硅电池片浸泡在四甲基氢氧化铵溶液的时间为180s~250s；c、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。本发明工艺步骤简单，能大大降低太阳能电池的生产成本，提高制备太阳能电池片的开路电压，减少太阳能电池片的边缘缺陷，提高太阳能电池的转换效率，安全可靠。
【专利说明】利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种背面抛光工艺，尤其是一种利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电 池背面抛光工艺，属于太阳能光伏的【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 化石能源(煤、石油、天然气)是当前全球能源消费结构的主体。随着人类的不断开 采，化石能源的枯竭不可避免。此外，化石能源在使用过程中会产生大量的温室气体C0 2,导 致全球气候变暖、海平面上升等一系列严重的环境问题，大力开发清洁能源成为今后的人 类发展趋势。从安全性、实用性以及使用资源方面考虑，只有太阳能是唯一能够保证人类能 源需求的能量来源。因此，各国政府高度重视光伏产业的发展，出台了一系列鼓励和扶持政 策。
[0003] 随着各国的太阳能电池制造业持续投入，太阳能电池的品质和转化效率得到了大 幅的提高，同时产品的生产成本也得到了有效的降低。常规工艺的晶硅电池中，传统的去结 工艺采用的是国外进口的高精度湿法刻蚀设备，利用腐蚀液体的表面张力，使电池片仅背 面及四周接触腐蚀液而正面理论上与腐蚀溶液不接触，俗称"水上漂"工艺，也叫湿法刻蚀 工艺。
[0004] 按照上述现有的工艺进行去结时，由于电池片四周也接触腐蚀液，故省去了等离 子刻蚀步骤。但是，工艺对设备的精度要求较高，要求液面不能有大的抖动，否则会使液面 漫过电池片的正面边缘的P-N结腐蚀掉，同时减少正面的受光面积，且易导致印刷后正负 极接通导致漏电，从而影响电池片的转换效率，此外，还需要精确测量和补充、更换腐蚀液， 对硝酸及氢氟酸产生的废水废气处理成本较高，整套的工艺设备基本靠高价进口，因而增 加了太阳能电池片生产成本，不利于光伏行业的长期发展。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种利用四甲基氢氧化铵溶液 的太阳能电池背面抛光工艺，其工艺步骤简单，能大大降低太阳能电池的生产成本，提高制 备太阳能电池片的开路电压，减少太阳能电池片的边缘缺陷，提高太阳能电池的转换效率， 安全可靠。
[0006] 按照本发明提供的技术方案，所述利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛 光工艺，所述太阳能电池背面抛光工艺包括如下步骤： a、 提供所需的晶硅电池片，所述晶硅电池片的正面具有阻挡保护层； b、 将上述晶硅电池片的背面放置浸泡在四甲基氢氧化铵溶液中，以对晶硅电池片的背 面进行所需的去结抛光，并通过阻挡保护层对晶硅电池片的正面进行保护；四甲基氢氧化 铵溶液的浓度为29Γ5%，温度为68°C ~72°C，晶硅电池片浸泡在四甲基氢氧化铵溶液的时间 为 180s?250s ; c、 利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。
[0007] 还包括步骤d、将清洗后的晶硅电池片放置浸泡在HF溶液中，以将晶硅电池片正 面的阻挡保护层进行去除，HF溶液的浓度为29Γ5%，晶硅电池片的浸泡时间为150s~250s ; e、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。
[0008] 所述阻挡保护层为二氧化硅层。
[0009] 所述步骤a中，包括如下步骤： al、晶硅电池片的正面具有阻挡保护层，晶硅电池片的背面具有二氧化硅层； a2、利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层，HF溶液的浓度为109Γ20%，晶硅电 池片的背面浸泡在HF溶液中的时间为l(T3〇 S。
[0010] 所述步骤c中，利用等离子水对晶娃电池清洗300s。
[0011] 所述步骤e中，利用等离子水对晶娃电池片清洗300s。
[0012] 利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层后，利用等离子水对晶硅电池片 进行清洗，并将清洗后的晶硅电池片进行吹干。
[0013] 本发明的优点；利用四甲基氢氧化铵溶液对晶硅电池片的背面进行去结抛光，通 过阻挡保护层能对晶硅电池片的正面进行保护，利用四甲基氢氧化铵溶液对晶硅电池片的 背面进行去结抛光时不引入金属离子，工艺操作方便，能降低对晶硅电池片背面抛光才成 本，能大大降低太阳能电池的生产成本，提高制备太阳能电池片的开路电压，减少太阳能电 池片的边缘缺陷，提高太阳能电池的转换效率，安全可靠。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0015] 为了能大大降低太阳能电池的生产成本，提高制备太阳能电池片的开路电压，减 少太阳能电池片的边缘缺陷，提高太阳能电池的转换效率，本发明对太阳能电池背面抛光 工艺包括如下步骤： a、提供所需的晶硅电池片，所述晶硅电池片的正面具有阻挡保护层； 一般地，将晶硅电池片放置时间较长（3个小时以上)，便会在晶硅电池片的正面以及背 面氧化一层二氧化硅层，即晶硅电池片正面的阻挡保护层为二氧化硅层。当晶硅电池片的 背面具有二氧化硅层时，四甲基氢氧化铵溶液无法直接接触晶硅电池片的硅表面，因此在 对晶硅电池片的背面抛光前，先要去除晶硅电池片的二氧化硅层。此外，在对晶硅电池片背 面的进行抛光时，需要对晶硅电池片的正面进行保护，本发明实施例中，将对晶硅电池片背 面的去结、抛光工艺安排在扩散制备方块电阻之后，以在晶硅电池片的正面得到二氧化硅 纯膜，同时在晶硅电池片的背面得到薄的二氧化硅层。
[0016] 对于晶硅电池片背面的二氧化硅层去除可以采用常规的工艺步骤。本发明实施例 中，对晶硅电池片背面的二氧化硅去除包括如下步骤： al、晶硅电池片的正面具有阻挡保护层，晶硅电池片的背面具有二氧化硅层； a2、利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层，HF溶液的浓度为109Γ20%，晶硅电 池片的背面浸泡在HF溶液中的时间为l(T3〇 S。
[0017] 利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层后，利用等离子水对晶硅电池片 进行清洗，并将清洗后的晶硅电池片进行吹干。
[0018] 在具体实施时，利用水平清洗机对晶硅电池片的背面的二氧化硅层进行去除，使 得晶硅电池片背面边缘的二氧化硅层被去掉，而晶硅电池片正面的二氧化硅层尽量少的损 失，从而得到背面没有二氧化硅层，而在晶硅电池片的正面具有阻挡保护层。利用HF溶液 去除晶硅电池片背面的二氧化硅后，利用等离子水进行清洗，然后利用氮气或压缩空气进 行吹干，所述清洗以及吹干步骤为本【技术领域】常用的工艺步骤，此处不再赘述。
[0019] b、将上述晶硅电池片的背面放置浸泡在四甲基氢氧化铵溶液中，以对晶硅电池片 的背面进行所需的去结抛光，并通过阻挡保护层对晶硅电池片的正面进行保护；四甲基氢 氧化铵溶液的浓度为29Γ5%，温度为68°C ~72°C，晶硅电池片浸泡在四甲基氢氧化铵溶液的 时间为180s?250s ; 本发明实施例中，由于晶硅电池片的正面具有阻挡保护层，而晶硅电池片的背面没有 二氧化硅层，因此晶硅电池片背面的硅能直接与四甲基氢氧化铵溶液接触。利用四甲基氢 氧化铵对硅各向异性湿法腐蚀的有机碱，与硅反应方程式为： 2 (CH3) 4N0H+Si+H20 - [ (CH3) 4N] 2Si03+H2 个 四甲基氢氧化铵溶液与硅的反应本身不引人金属离子，不与二氧化硅反应，溶液无毒， 是一种理想的硅湿法腐蚀液，将四甲基氢氧化铵作为腐蚀液引入工业化太阳能电池生产， 减少太阳能电池片的边缘缺陷，提高太阳能电池的转换效率。
[0020] c、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。
[0021] 本发明实施例中，利用四甲基氢氧化铵对晶硅电池片的背面抛光后，利用等离子 水对晶硅电池清洗300s。利用等离子水对晶硅电池进行清洗为本发明常用的步骤。
[0022] 还包括步骤d、将清洗后的晶硅电池片放置浸泡在HF溶液中，以将晶硅电池片正 面的阻挡保护层进行去除，HF溶液的浓度为29Γ5%，晶硅电池片的浸泡时间为150s~250s ; 本发明实施例中，在晶硅电池片生产时，还需要将晶硅电池片正面的二氧化硅层去除， 利用HF溶液对晶硅电池片进行去除。
[0023] e、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。利用等离子水对晶硅电池片清洗300s。
[0024] 本发明利用四甲基氢氧化铵溶液对晶硅电池片的背面进行去结抛光，通过阻挡保 护层能对晶硅电池片的正面进行保护，利用四甲基氢氧化铵溶液对晶硅电池片的背面进行 去结抛光时不引入金属离子，工艺操作方便，能降低对晶硅电池片背面抛光才成本，能大大 降低太阳能电池的生产成本，提高制备太阳能电池片的开路电压，减少太阳能电池片的边 缘缺陷，提高太阳能电池的转换效率，安全可靠。
【权利要求】
1. 一种利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺，其特征是，所述太阳能 电池背面抛光工艺包括如下步骤： (a) 、提供所需的晶硅电池片，所述晶硅电池片的正面具有阻挡保护层； (b) 、将上述晶硅电池片的背面放置浸泡在四甲基氢氧化铵溶液中，以对晶硅电池片的 背面进行所需的去结抛光，并通过阻挡保护层对晶硅电池片的正面进行保护；四甲基氢氧 化铵溶液的浓度为29Γ5%，温度为68°C ~72°C，晶硅电池片浸泡在四甲基氢氧化铵溶液的时 间为180s?250s ; (c) 、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。
2. 根据权利要求1所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺，其特 征是，还包括步骤（d)、将清洗后的晶硅电池片放置浸泡在HF溶液中，以将晶硅电池片正面 的阻挡保护层进行去除，HF溶液的浓度为29Γ5%，晶硅电池片的浸泡时间为150s~250s ; (e)、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。
3. 根据权利要求1或2所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺， 其特征是，所述阻挡保护层为二氧化硅层。
4. 根据权利要求1所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺，其特 征是，所述步骤（a)中，包括如下步骤： (al)、晶硅电池片的正面具有阻挡保护层，晶硅电池片的背面具有二氧化硅层； (a2)、利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层，HF溶液的浓度为109Γ20%，晶硅 电池片的背面浸泡在HF溶液中的时间为l(T3〇S。
5. 根据权利要求1所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺，其特 征是，所述步骤（c)中，利用等离子水对晶硅电池清洗300s。
6. 根据权利要求2所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺，其特 征是，所述步骤（e)中，利用等离子水对晶硅电池片清洗300s。
7. 根据权利要求4所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺，其特 征是，利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层后，利用等离子水对晶硅电池片进行 清洗，并将清洗后的晶硅电池片进行吹干。
【文档编号】H01L31/18GK104143591SQ201410399282
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】杜正兴, 陈烈军, 丁志强 申请人:无锡尚品太阳能电力科技有限公司