一種應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕工藝的製作方法
2023-05-12 05:46:26
專利名稱：一種應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能技術領域，尤其涉及ー種應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕ェ藝。
背景技術：
在太陽能技術領域中，多晶矽太陽能電池的製造エ藝基本流程已實現標準化，其主要步驟請參見圖1，包括:101、清洗及表面織構化處理:矽片清洗後通過化學反應使矽片表面形成凹凸不平的結構，減少表面反射，並增加照射面積。102、擴散處理:在P型矽片表面進行三氯氧磷POCL3擴散，使得P型矽片表面轉變成N型，從而形成PN結，該矽片就能夠利用光伏效應將太陽能轉化為電能。103、背腐蝕處理:通過本步驟的操作將步驟102中在矽片邊緣形成的將PN結兩端短路的導電層去除，防止短路效應。104、沉積處理:在矽片表面沉積減反射膜,起減反射和鈍化作用。105、印刷電極處理:在矽片表面印刷用於能夠使矽片接入電路的電極。106、燒結處理:使步驟105中所印刷的電極與矽片之間形成合金。其中，在上述製造エ藝中，背腐蝕處理的作用是將擴散處理步驟中在矽片邊緣形成的將PN結兩端短路的導電層去除，以減少邊緣漏電情況的發生。該步驟對產品品質起著決定性作用。但是，目前背腐蝕處理中使用硫酸、硝酸或者氫氟酸對矽片邊緣進行邊緣刻蝕，其刻蝕寬度為600多微米，以尺寸為156X156毫米的矽片為例，其刻蝕面積佔矽片面積的
1.62%，浪費矽片表面PN結的有效利用面積。另外，由於使用的酸都具有強腐蝕性，使得背腐蝕處理的操作具有一定風險。
發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕エ藝，用於代替目前多晶矽太陽能電池的製造エ藝中的背腐蝕處理步驟，使用本發明的邊緣刻蝕エ藝，能夠使刻蝕寬度大約為50微米，提高矽片表面PN結的有效利用面積，並且避免了使用強腐蝕性酸的風險。一種應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕エ藝，包括:對堆疊矽片的邊緣進行噴霧處理，所述噴霧處理的刻蝕漿料為能夠腐蝕矽與ニ氧化矽的混合漿料；將所述經過噴霧處理後的堆疊矽片放入燒結爐中進行刻蝕處理，使得所述刻蝕漿料與所述堆疊矽片充分反應，所述燒結爐的第一溫區為400攝氏度、第二溫區為400攝氏度、第三溫區為400攝氏度、第四溫區為450攝氏度，所述刻蝕處理的加熱時間為120至240秒，其中有效反應時間為60至90秒。
本發明實施例具有以下優點:通過以上述邊緣刻蝕工藝，能夠使刻蝕寬度大約為50微米，提高矽片表面PN結的有效利用面積，並且避免了使用強腐蝕性酸的風險。
圖1為現有技術多晶矽太陽能電池標準化製造流程圖；圖2為本發明第一實施例應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕工藝流程圖；圖3為本發明第二實施例應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕工藝流程圖；圖4為本發明第三實施例應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕工藝流程圖。
具體實施例方式本發明實施例提供了 一種應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕工藝，用於代替目前多晶矽太陽能電池的製造工藝中的背腐蝕處理步驟，使用本邊緣刻蝕工藝，能夠使刻蝕寬度大約為50微米，提高矽片表面PN結的有效利用面積，並且避免了使用強腐蝕性酸的風險。本發明第一實施例中應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕工藝主要步驟流程圖請參見圖2,主要包括:201、對堆疊矽片的邊緣進行噴霧處理。本步驟在噴霧室內進行操作，通常對幾百片矽片同時進行噴霧處理，這幾百片矽片會被處理成堆疊矽片，然後對堆疊矽片的邊緣進行噴霧處理。噴霧時用噴頭對堆疊矽片四周邊緣進行噴霧，控制噴頭的噴霧速率和運動軌跡，確保噴灑的刻蝕漿料被均勻噴附在堆疊矽片的邊緣上。其中，所述噴霧處理所使用的刻蝕漿料為能夠腐蝕矽與二氧化矽的混合漿料，這種刻蝕漿料的粘度低，易於噴霧。202、將堆疊矽片放入燒結爐中進行刻蝕處理。將步驟201中經過噴霧處理後的堆疊矽片放入燒結爐中進行刻蝕處理。本步驟利用刻蝕漿料對矽片邊緣的刻蝕反應進行刻蝕處理。其中，燒結爐採用鏈式加熱結構，堆疊矽片將依次經過四個溫區的加熱處理，所述燒結爐的第一溫區的溫度設置為400攝氏度、第二溫區的溫度設置為400攝氏度、第三溫區的溫度設置為400攝氏度、第四溫區的溫度設置為450攝氏度。所述刻蝕處理的加熱的時間為120至240秒，其中有效反應時間為60至90秒。在本實施例中，通過以上述邊緣刻蝕工藝，能夠使刻蝕寬度大約為50微米，提高矽片表面PN結的有效利用面積，並且避免了使用強腐蝕性酸的風險。本發明第二實施例將對第一實施所述的應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕工藝流程進行詳細的描述，並通過對比實驗對本發明工藝所生產的產品品質進行檢驗，實施例中將給出實驗數據，本實施例工藝流程圖請參見圖3，主要包括:301、將矽片進行堆疊處理。刻蝕工藝中通常對幾百片矽片同時進行噴霧處理，這幾百片矽片會被處理成堆疊矽片，然後對堆疊矽片的邊緣進行噴霧處理。將矽片逐一重合堆疊，形成堆疊矽片，各矽片間不保留任何空隙，並在所述堆疊矽片兩面加固玻璃夾板，以方便對堆疊矽片進行整體處理。302、對堆疊矽片的邊緣進行噴霧處理。本步驟在噴霧室內進行操作，噴霧時用噴頭對步驟301中所處理成的堆疊矽片四周邊緣進行噴霧，控制噴頭的噴霧速率和運動軌跡，確保噴灑的刻蝕漿料被均勻噴附在堆疊矽片的邊緣上。其中，所述噴霧處理所使用的刻蝕漿料為能夠腐蝕矽與ニ氧化矽的混合漿料，這種刻蝕漿料的粘度低，易於噴霧。303、將堆疊矽片放入燒結爐中進行刻蝕處理。將步驟302中經過噴霧處理後的堆疊矽片放入燒結爐中進行刻蝕處理。本步驟利用刻蝕漿料對矽片邊緣的刻蝕反應進行刻蝕處理。其中，燒結爐採用鏈式加熱結構，堆疊矽片將依次經過四個溫區的加熱處理，所述燒結爐的第一溫區的溫度設置 為400攝氏度、第二溫區的溫度設置為400攝氏度、第三溫區的溫度設置為400攝氏度、第四溫區的溫度設置為450攝氏度。所述刻蝕處理的加熱的時間為120至240秒，其中有效反應時間為60至90秒。為了測試新エ藝所生產的產品的品質，本實施例還提供相關的刻蝕寬度對比實驗。刻蝕寬度對比實驗採用兩組相同的矽片實驗原料，該矽片實驗原料為P型多晶矽片，尺寸為156X 156毫米，電阻率為0.5至3.0歐 釐米。第一組500片矽片使用現有的背腐蝕刻蝕エエ藝進行邊緣刻蝕，而第二組500片矽片使用本發明方法所述的刻蝕エエ藝進行邊緣刻蝕，這兩組矽片組的其它處理按照多晶矽太陽能電池的製造標準化工藝流程進行處理。測量第一組實驗矽片的平均刻蝕寬度，大約為600微米，測量第二組實驗矽片的平均刻蝕寬度，大約為50微米，因此可以得到結論:使用本發明的邊緣刻蝕エ藝，能夠使刻蝕寬度大約為50微米，與現有技術相比，能夠提高矽片表面PN結的有效利用面積。304、對矽片進行洗淨處理。將步驟303中經過刻蝕處理後的所述堆疊矽片拆架，散開堆疊矽片，並洗淨所述散開後的矽片邊緣殘留的刻蝕漿料，防止刻蝕漿料對矽片發生進一歩的刻蝕作用。305、去除矽片表面的高磷濃度矽氧化層PSG。在多晶矽太陽能電池的製造エ藝基本流程的擴散處理步驟中，三氯氧磷P0CL3擴散時會在矽片表面形成高磷濃度矽氧化層PSG，俗稱磷矽玻璃，本步驟去除所述洗淨後的矽片表面的高磷濃度矽氧化層PSG。結束本步驟的處理，所述矽片即可進行其它多晶矽太陽能電池的製造標準化工藝流程。在步驟303中所述的刻蝕寬度對比實驗中，還可以選取第一組實驗矽片和第二組實驗矽片進行絕緣電阻對比實驗。分別從第一組實驗矽片和第二組實驗矽片中各隨機選取5片矽片進行本實驗，測量其電阻值，得到如表I所示的兩組絕緣電阻對比實驗數據:
權利要求
1.種應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕工藝，其特徵在於，包括: 對堆疊矽片的邊緣進行噴霧處理，所述噴霧處理的刻蝕漿料為能夠腐蝕矽與二氧化矽的混合漿料； 將所述經過噴霧處理後的堆疊矽片放入燒結爐中進行刻蝕處理，使得所述刻蝕漿料與所述堆疊矽片充分反應，所述燒結爐的第一溫區為400攝氏度、第二溫區為400攝氏度、第三溫區為400攝氏度、第四溫區為450攝氏度，所述刻蝕處理的加熱時間為120至240秒，其中有效反應時間為60至90秒。
2.據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述對堆疊矽片的邊緣進行噴霧處理之前進一步包括: 將矽片逐一重合堆疊,形成堆疊矽片，並在所述堆疊矽片兩面加固玻璃夾板。
3.據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述將所述經過噴霧處理後的堆疊矽片放入燒結爐中進行刻蝕處理之後進一步包括: 將所述堆疊矽片散開，並洗淨所述散開後的矽片的邊緣剩餘的刻蝕漿料； 去除所述洗淨後的矽片表面的高磷濃度矽氧化層PSG。
4.據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述洗淨所述散開後的矽片的邊緣剩餘的刻蝕漿料包括: 將所述散開後的矽片放置於去離子水中進行超聲波清洗，其中，所述去離子水的溫度為50至55攝氏度，清洗時間為120至180秒。
5.據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述去除所述洗淨後的矽片表面的高磷濃度矽氧化層PSG之後進一步包括: 測量所述矽片的絕緣電阻，若所述絕緣電阻大於或等於1000歐，則確認所述矽片為合格。
全文摘要
本發明實施例公開了一種應用於多晶矽太陽能電池的邊緣刻蝕工藝，用於代替目前多晶矽太陽能電池的製造工藝中的背腐蝕處理步驟。本發明實施例方法包括對堆疊矽片的邊緣進行噴霧處理，所述噴霧處理的刻蝕漿料為能夠腐蝕矽與二氧化矽的混合漿料；將所述經過噴霧處理後的堆疊矽片放入燒結爐中進行刻蝕處理，使得所述刻蝕漿料與所述堆疊矽片充分反應。使用本發明的邊緣刻蝕工藝，能夠使刻蝕寬度大約為50微米，提高矽片表面PN結的有效利用面積，並且避免了使用強腐蝕性酸的風險。
文檔編號H01L31/18GK103094409SQ201110350549
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者王志超 申請人:浚鑫科技股份有限公司