一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨方法
2023-05-30 17:06:41 2
專利名稱：一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨方法
技術領域：
本發明涉及一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨工藝，用於製作單晶矽太陽電池，屬於太陽能電池生產制絨工藝技術領域。
背景技術：
目前常規單晶矽太陽電池生產的工藝流程為表面預清洗、制絨去除損傷層並形成減反射的絨面結構、化學清洗並乾燥；通過液態源擴散的方法在矽片表面各點形成均勻摻雜的PN結；去除擴散過程中形成的周邊PN結和表面磷矽玻璃；表面沉積鈍化和減反射膜；製作太陽電池的背面電極、背面電場和正面電極；燒結形成歐姆接觸，從而完成整個電池片的製作過程。
目前單晶制絨形成減反射絨面的方法一般採用氫氧化鈉、異丙醇和制絨添加劑這幾種的不同配比來實現。隨著制絨時間的延長，槽體中反應物的濃度不斷變大、雜質含量升高，使制絨效果變差，不能得到均勻和理想金字塔大小的絨面，此時必須將槽體中的舊反應液排掉，重新配置新的反應液，從而得到理想的絨面。
現在普遍的換液周期是12小時，基本每片的單耗為添加劑0. 3-0. 4mL ；氫氧化鈉 0.8-1. Og;異丙醇3-5mL，反應濃度較高，產線穩定性差，異常較多，化學品用量較大。以12 小時一個班為例，每個班生產前都要進行重新配液，工作效率較低，產能限制較大。發明內容
本發明的目的是提供一種更長的換液周期和低單耗低成本的制絨方法，該方法通過降低制絨化學品的濃度，並增加自動溢流裝置，不僅達到了良好的清洗效果，而且解決了溶液由於自揮發和反應沉積太多導致的不穩定性問題，提高了溶液壽命，降低了生產成本。
為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨方法，其特徵在於，步驟為步驟1、在預清洗槽內加入去離子水，並將其加熱至68-75°C，之後均勻添加氫氧化鈉和過氧化氫，使得氫氧化鈉的質量百分比濃度達到0. 24-0. 32%，過氧化氫的體積百分比濃度達到2-5%，將當前批次的矽片放入預清洗槽內進行預清洗。
步驟2、將預清洗後的矽片放入盛有制絨液的制絨槽中制絨，其中，制溶液的液位沒過矽片高度4-6釐米，在制絨槽上制絨液的液位處加開有溢流口，溢流口有氣動開關閥門，此時氣動開關閥門關閉，制絨液的質量百分配比為0. 8-1. 2%的氫氧化鈉、0. 2-0. 3%的制絨添加劑、3-4%的異丙醇以及餘量的去離子水.每批矽片的制絨時間控制在10-30分鐘；步驟3、當前批次的矽片制絨完成後，取出該批次矽片，在取出矽片的同時，步驟2中所述氣動開關閥門開啟，使得溢流口打開，由噴淋裝置對矽片進行噴水清洗，噴淋多出的水由溢流口排出，排出後氣動開關閥門關閉，隨後手動添加質量百分濃度為0. 25%的氫氧化鈉、 質量百分濃度為0. 3%的制絨添加劑以及質量百分濃度為0. 4%的異丙醇，返回步驟2進行下一批次的矽片制絨，如此循環。
通過以上方法，降低了單片制絨化學品的耗量，尤其是降低了制絨添加劑和異丙醇的耗量。同時使藥液的換液周期達到48小時至72小時，大大延長了溶液的使用壽命。
具體實施方式
為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例作詳細說明如下。
實施例1本發明提供的一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨方法，其步驟為 步驟1、配製單晶矽清洗液首先往預清洗槽準備130L去離子水，並將其加熱至70°C，之後將氫氧化鈉和過氧化氫均勻添加，氫氧化鈉的質量百分比濃度為0. 32%，過氧化氫的體積百分比濃度為5%。
步驟2、單晶矽片表面預清洗待溫度穩定後，將矽片以400pcs為一個批次放入清洗液中清洗％iin，清洗過程中打開超聲波作輔助清洗，採用底震形式，超聲功率M00W，功率可調，超聲頻率40KHz。後續再對清洗液進行定時補液，過氧化氫每隔20分鐘補加的量為原始單晶矽清洗液的總體積的2%， 氫氧化鈉每隔2. 5小時補加的量為原始單晶矽清洗液總質量的0. 1%，如此循環補液完成批量化生產。
步驟3、制絨預清洗完後，以400pcs為一批矽片，放入配好的制絨液中制絨(去離子水130L，溫度為79°C，氫氧化鈉加0. 8%，制絨添加劑0. 2%，異丙醇3% )，其中，制溶液的液位沒過矽片高度4-6釐米，在制絨槽上制絨液的液位處加開有溢流口，溢流口有氣動開關閥門，此時氣動開關閥門關閉，20分鐘後通過機械手取出矽片。在取出矽片的同時，步驟2中所述氣動開關閥門開啟，使得溢流口打開，由噴淋裝置對矽片進行噴水清洗，噴淋多出的水由溢流口排出，排出後氣動開關閥門關閉。由於機器在每批矽片制絨完成後會進行噴水清洗，槽裡的液位會上升，為了控制槽裡的液位，使溶液能長時間達到穩定狀態，在制絨槽上的制絨液液位處開有溢流口，這樣在每批次制絨完成提籃的同時，噴出的水會通過自動打開的溢流口排出。之後進行制絨補液操作，手動添加質量百分濃度為0. 25%的氫氧化鈉、質量百分濃度為 0. 3%的制絨添加劑以及質量百分濃度為0. 4%的異丙醇，進行下一批次的矽片制絨，如此循環，到48小時後進行換液，重新配製制絨液。
最後將以上制絨完成的每批次矽片流至下道工序，按照現有工藝來完成太陽能電池的生產，其工藝步驟可以是(1)擴散制結將制絨後的矽片每2片背靠背為一組，單面插片到管式的擴散爐石英舟中，以液態三氯氧磷(P0C13)為原料，運行擴散工藝後，在矽片待製作柵電極的前表面擴散一層方塊電阻在50 ohm/ □左右的磷摻雜層，在矽片表面形成PN結。
(2)邊緣刻蝕並去除磷矽玻璃將擴散後的矽片卸片，一片片堆成一疊，安裝夾具後放入等離子刻蝕機中，以CF4和02 為原料，對矽片邊緣進行等離子轟擊反應，以去除矽片邊緣的PN結。之後將刻蝕後的矽片置於體積百分比濃度為10%左右的氫氟酸溶液中，清洗3分鐘將擴散時在矽片表面形成的磷矽玻璃去除乾淨。
(3)製作減反射膜採用等離子增強化學氣相沉積(PECVD)法在矽片的擴散面沉積一層氮化矽薄膜，薄膜的厚度控制在80nm左右，折射率控制在2. 1左右，以保證有良好的減反射和鈍化效果。
(4)絲網印刷並燒結用絲網印刷的方法，在矽片未鍍膜面先印刷背電極漿料，再印刷背電場漿料，並分別在200°C 300°C的溫度下烘乾。最後在矽片鍍膜面印刷正電極漿料，並傳送至燒結爐，在 300°C左右的溫度下烘乾後，矽片傳輸進入表面溫度在500°C 800°C的氣氛下進行燒結， 背面電極和電場漿料通過該燒結，形成太陽能電池背面Ag電極和背面Al電場。而正面電極漿料則穿過鈍化及減反射層與擴散層接觸，形成具有良好歐姆接觸的太陽能電池的正面 Ag電極。從而整個太陽電池工藝製作完畢。
實施例2本實施例與實施例1的區別在於，在步驟1中，氫氧化鈉的質量百分比濃度為0. ，過氧化氫的體積百分比濃度為1。在步驟2中，制絨液的質量百分配比為1. 2%的氫氧化鈉、 0. 3%的制絨添加劑、4%的異丙醇以及餘量的去離子水。其他步驟同實施例1。
權利要求
1. 一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨方法，其特徵在於，步驟為 步驟1、在預清洗槽內加入去離子水，並將其加熱至68-75°C，之後，均勻添加氫氧化鈉和過氧化氫，使得氫氧化鈉的質量百分比濃度達到0. 24-0. 32%，過氧化氫的體積百分比濃度達到2-596，將當前批次的矽片放入預清洗槽內進行預清洗，步驟2、將預清洗後的矽片放入盛有制絨液的制絨槽中制絨，其中，制溶液的液位沒過矽片高度4-6釐米，在制絨槽上制絨液的液位處加開有溢流口，溢流口有氣動開關閥門，此時氣動開關閥門關閉，制絨液的質量百分配比為0. 8-1. 2%的氫氧化鈉、0. 2-0. 3%的制絨添加劑、3-4%的異丙醇以及餘量的去離子水，每批矽片的制絨時間控制在10-30分鐘；步驟3、當前批次的矽片制絨完成後，取出該批次矽片，在取出矽片的同時，步驟2中所述氣動開關閥門開啟，使得溢流口打開，由噴淋裝置對矽片進行噴水清洗，噴淋多出的水由溢流口排出，排出後氣動開關閥門關閉，隨後手動添加質量百分濃度為0. 25%的氫氧化鈉、 質量百分濃度為0. 3%的制絨添加劑以及質量百分濃度為0. 4%的異丙醇，返回步驟2進行下一批次的矽片制絨，如此循環。
全文摘要
本發明提供了一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨方法，其特徵在於，步驟為將預清洗後的矽片放入質量百分配比為0.8-1.2%的氫氧化鈉、0.2-0.3%的制絨添加劑、3-4%的異丙醇的制絨液中制絨。在盛放制絨液的制絨槽上設計有氣動開關溢流口，每批矽片制絨完成後，通過機械手取出該批次矽片，在取出矽片的同時，溢流口閥門自動打開，由機器自帶的噴淋裝置對矽片進行噴水清洗，噴淋多出的水由溢流口排出，排出後溢流口閥門自動關閉。最後手動添加質量百分濃度為0.25%的氫氧化鈉、質量百分濃度為0.3%的制絨添加劑以及質量百分濃度為0.4%的異丙醇，進行下一批次的矽片制絨，如此循環。
文檔編號H01L31/18GK102492996SQ20111039486
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者石勁超, 鄭飛 申請人:百力達太陽能股份有限公司