矽片表面處理裝置製造方法
2023-10-24 00:05:12 3
矽片表面處理裝置製造方法
【專利摘要】本發明實施例提供了一種矽片表面處理裝置，涉及太陽能電池製造【技術領域】。解決了使用現有鹼洗槽對矽片進行表面處理時由於鹼刀和風刀之間的距離固定導致方塊電阻上升量不可調，從而使得太陽能電池片的效率受影響的問題。本發明實施例提供的矽片表面處理裝置包括：用於向矽片表面噴射處理液以從矽片上去除矽層的處理液噴射單元，及用於向矽片表面噴射乾燥氣體以從矽片上去除處理液的氣體噴射單元，其中，處理液噴射單元與氣體噴射單元之間的距離可調。
【專利說明】矽片表面處理裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及太陽能電池製造，尤其涉及矽片表面處理裝置。
【背景技術】
[0002] 常規的製造晶體矽太陽能電池片的工序包括：制絨、擴散、清洗刻蝕、 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等離子體增強化學氣相沉積）、絲網 印刷。在擴散工藝中，待處理的娃片表面會產生一層磷娃玻璃，並且在娃片邊緣也形成一層 PN結，磷矽玻璃和邊緣的PN結會在矽片做成電池片後導通電池片的上下兩極而漏電，清洗 刻蝕工序的主要目的就是去除磷矽玻璃和邊緣的PN結。
[0003] 清洗刻蝕工序中使用酸液去除矽片上的磷矽玻璃和邊緣的PN，但經過酸液處理過 的矽片表面上殘留有多孔矽和少量酸液，為了去除殘留有多孔矽和少量酸液，通常會將矽 片送至鹼洗裝置進行表面處理，該裝置主要包括鹼洗槽、鹼刀及風刀。
[0004] 矽片從鹼洗槽前部進入鹼洗槽上方，鹼洗槽上方設置有鹼刀，用於向矽片表面噴 淋鹼液，鹼液與矽片表面上殘留的多孔矽反應以去除多孔矽，並中和酸液。經過鹼液處理過 的矽片需經由鹼洗槽後部送至下一個工位進行表面處理，鹼洗槽後部設有風刀，用於向矽 片表面噴射乾燥氣體，以去除矽片表面殘留的鹼液，保證矽片在下一個工位進行表面處理 前保持乾燥。
[0005] 矽片表面附著的鹼液，會腐蝕掉矽片表面的矽，使得矽片的厚度減小，會使得矽片 的方塊電阻上升。為了清楚地說明矽片厚度與方塊電阻的關係，這裡藉助圖1對方塊電阻 的含義進行說明。方塊電阻簡稱為方阻，定義如下。
[0006] 圖1示出了一塊長為1、寬為a、厚為t的薄層。如果該薄層材料的電阻率為P，則 該整個薄層的電阻為A = "i = (^)(i)。當1 = a(即為一個方塊）時，R= p/t。可見， ( a ( a (P/t)代表一個方塊的電阻，故稱為方塊電阻，特記為R □= Ρ Λ(Ω/□)。容易看出，方 塊電阻與的薄層的厚度t成反比。
[0007] 由上述內容可知，對於太陽能電池片而言，其方塊電阻與矽片厚度成反比。矽片越 薄，方阻越大。當方阻太大，超出一定的範圍時，將影響太陽能電池片的金屬化，矽片與金屬 電極不能形成良好的歐姆接觸，從而降低電池片的效率。但是方阻太小，矽片表面摻雜過 多，會造成表面複合增大，降低電池片的短路電流，也會影響效率。所以，要使得太陽能電池 片獲得一個較高的效率，需要將電池片的方阻控制在一定範圍內，不宜過高，也不宜過低。
[0008] 在使用上述鹼洗槽對矽片進行表面處理的過程中，由於鹼刀和風刀位置固定，使 得鹼刀和風刀之間的距離固定，且由於矽片的傳送速度固定，因此從矽片接觸鹼液至鹼液 離開矽片的時間固定，從而使得矽片厚度的減小量固定，進而使得矽片的方塊電阻上升一 個固定量。但對於不同規格的太陽能電池片，方塊電阻上升量的大小要求是不一樣的，現有 的方塊電阻上升量固定不可調，容易產生方阻過高或過低的問題，因此會影響太陽能電池 片的效率。
【發明內容】
[0009] 本發明的實施例提供一種矽片表面處理裝置，解決了使用現有鹼洗槽對矽片進行 表面處理時由於鹼刀和風刀之間的距離固定導致方塊電阻上升量不可調，從而使得太陽能 電池片的效率受影響的問題。
[0010] 為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案：
[0011] 一種矽片表面處理裝置，包括：用於向所述矽片表面噴射處理液以從所述矽片上 去除矽層的處理液噴射單元，及用於向所述矽片表面噴射乾燥氣體以從所述矽片上去除所 述處理液的氣體噴射單元，其中，所述處理液噴射單元與所述氣體噴射單元之間的距離可 調。
[0012] 可選地，所述矽片表面處理裝置，還包括滑軌及用於容納所述處理液的處理液容 器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方；所述處理液噴射單元設置在所述滑軌上，以使 所述處理液噴射單元沿著平行於所述矽片運行方向的方向上位置可調；所述氣體噴射單元 在所述矽片運行方向上位於所述處理液噴射單元的下遊，且位置固定。
[0013] 優選地，所述滑軌的條數為兩條，相互平行設置，所述處理液噴射單元設置在所述 兩條滑軌之間。
[0014] 可選地，所述矽片表面處理裝置還包括滑軌及用於容納所述處理液的處理液容 器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方；所述氣體噴射單元設置在所述滑軌上，以使所 述氣體噴射單元沿著平行於所述矽片運行方向的方向上位置可調；所述處理液噴射單元在 所述矽片運行方向上位於所述氣體噴射單元的上遊，且位置固定。
[0015] 優選地，所述滑軌的條數為兩條，相互平行設置，所述氣體噴射單元設置在所述兩 條滑軌之間。
[0016] 可選地，所述矽片表面處理裝置，還包括滑軌及用於容納所述處理液的處理液容 器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方；所述氣體噴射單元及所述處理液噴射單元設置 在所述滑軌上，以使所述氣體噴射單元及所述處理液噴射單元沿著平行於所述矽片運行方 向的方向上位置均可調；且所述處理液噴射單元在所述矽片運行方向上位於所述氣體噴射 單元的上遊。
[0017] 優選地，所述滑軌的條數為兩條，相互平行設置，所述處理液噴射單元及所述氣體 噴射單元均設置在所述兩條滑軌之間。
[0018] 進一步地，所述滑軌固設在所述處理液容器的側壁頂部。
[0019] 可選地，所述滑軌上設有多個預留孔，所述多個預留孔沿著平行於所述矽片運行 方向的方向上間隔分布；且所述預留孔用於穿設緊固單元；當所述處理液噴射單元設置在 所述滑軌上時，所述緊固單元用於將所述處理液噴射單元固定在所述預留孔所在的位置 處；當所述氣體噴射單元設置在所述滑軌上時，所述緊固單元用於將所述氣體噴射單元固 定在所述預留孔所在的位置處。
[0020] 進一步地，所述預留孔中設有內螺紋，所述緊固單元為螺栓，所述螺栓具有與所述 內螺紋配合的外螺紋。
[0021] 可選地，所述矽片表面處理裝置還包括導液管，所述處理液噴射單元內部設有空 腔，外部設有與所述空腔連通的多個噴孔；所述導液管在所述處理液噴射單元的一端與所 述空腔連通，以向所述空腔內供給所述處理液，並使所述處理液從所述噴孔中噴出。
[0022] 進一步地，所述矽片表面處理裝置還包括處理液供給單元，用於供給所述處理液， 所述處理液供給單元與所述導液管連通。
[0023] 優選地,所述處理液為氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液。
[0024] 本發明實施例提供的矽片表面處理裝置中，由於向矽片表面噴射處理液的處理液 噴射單元與向矽片表面噴射乾燥氣體的氣體噴射單元之間的距離可調，可以實現處理液與 矽片接觸時間可調，從而實現了方阻上升量可調，進而能獲得方阻滿足要求的矽片，使用這 些矽片生產的太陽能電池片的效率能獲得顯著地提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0026] 圖1為方塊電阻定義的說明性示意圖；
[0027] 圖2為本發明實施例提供的一種矽片表面處理裝置的側視圖；
[0028] 圖3為本發明實施例提供的另一種矽片表面處理裝置的立體示意圖；
[0029] 圖4A為本發明實施例提供的又一種矽片表面處理裝置的局部切面示意圖；
[0030] 圖4B為圖4A所示裝置的頂視圖；
[0031] 圖5為本發明實施例提供的再一種矽片表面處理裝置的立體示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述。
[0033] 本發明實施例提供了一種矽片表面處理裝置，如圖2所示，包括：用於向矽片21表 面噴射處理液以從矽片21上去除矽層的處理液噴射單元22，及用於向矽片21表面噴射幹 燥氣體以從矽片21上去除處理液的氣體噴射單元23，其中，處理液噴射單元22與氣體噴射 單元23之間的距離d可調。
[0034] 當處理液為鹼液，且矽片運行至處理液噴射單元22處時，處理液噴射單元22向矽 片21上噴射鹼液，使得鹼液與矽片表面發生化學反應，以從矽片上去除矽層。在化學反應 進行的同時，矽片繼續運行至氣體噴射單元23處，氣體噴射單元23向矽片表面噴射乾燥氣 體，使得矽片表面的鹼液被去除。由於矽片運行的速度是固定的，且處理液噴射單元22與 氣體噴射單元23之間的距離d可調，所以，經過圖2所示裝置處理過的矽片的方阻上升量 如果超出指定的最大量時，可以通過把處理液噴射單元22與氣體噴射單元23之間的距離 d調小，就可以減少下一個待處理矽片的方阻上升量。相反，如果經過圖2所示裝置處理過 的矽片的方阻上升量小於指定的最小量時，可以通過把處理液噴射單元22與氣體噴射單 元23之間的距離d調大，就可以增加下一個待處理矽片的方阻上升量。
[0035] 上面僅以處理液是鹼液的情況為例進行了說明，然而，如本領域技術人員所知，任 何會與矽本體發生反應導致矽片方阻變化的處理液均能用於本發明。
[0036] 本發明實施例提供的娃片表面處理裝置中，由於向娃片表面噴射處理液的處理液 噴射單元與向矽片表面噴射乾燥氣體的氣體噴射單元之間的距離可調，可以實現處理液與 矽片接觸時間可調，從而實現了方阻上升量可調，進而能獲得方阻滿足要求的矽片，使用這 些矽片生產的太陽能電池片的效率能獲得顯著地提高。
[0037] 上述實施例描述的矽片表面處理裝置可以有以下三種實施方式：處理液噴射單元 22的位置可調，而氣體噴射單元23的位置固定；處理液噴射單元22的位置固定，而氣體噴 射單元23的位置可調；處理液噴射單元22與氣體噴射單元23的位置均可調。下面分別說 明這三種實施方式。
[0038] 對於處理液噴射單元22的位置可調，而氣體噴射單元23的位置固定的情形，如圖 3所示，矽片表面處理裝置還可以包括滑軌31及用於容納處理液的處理液容器32 ;滑軌31 固設在處理液容器32上方；處理液噴射單元22設置在滑軌31上，以使處理液噴射單元沿 著平行於矽片運行方向X的方向上位置可調；氣體噴射單元23在矽片運行方向X上位於處 理液噴射單元22的下遊，且位置固定。
[0039] 在使用圖3所示的裝置對矽片21進行表面處理時，矽片21在處理液容器32的上 方沿著運行方向X從處理液容器32的一側運行到另一側，矽片21在運行的過程中，經過處 理液噴射單元22時，表面上被噴射處理液，從矽片21上流下的處理液落入處理液容器32 中。
[0040] 其中，由於處理液噴射單元22設置在滑軌31上，且沿著平行於矽片運行方向X的 方向上位置可調，而氣體噴射單元23在矽片運行方向X上位於處理液噴射單元22的下遊， 且位置固定，即處理液噴射單元22與氣體噴射單元23之間的距離可調，也就是說，處理液 在矽片上的停留時間可以通過調整處理液噴射單元22在滑軌上的位置而調整，當使用鹼 液對矽片進行表面處理時，鹼液在矽片21上的停留時間可調意味著方塊電阻上升量可調， 因此，可避免太陽能電池片的效率受影響。
[0041] 上述實施例提供的矽片表面處理裝置中，滑軌的條數可以為兩條，相互平行設置， 處理液噴射單元設置在兩條滑軌之間。圖4A和圖4B分別為具有兩條滑軌31的矽片表面 處理裝置的局部切面圖和俯視圖。
[0042] 在圖4A和圖4B中，處理液噴射單元23設置在兩條滑軌31之間，如此設置可以使 滑軌31對處理液噴射單元22提供更加穩固的支撐。
[0043] 對於氣體噴射單元23的位置可調，而處理液噴射單元22的位置固定的情形，如圖 5所示，矽片表面處理裝置還可以包括滑軌31及用於容納處理液的處理液容器32 ;滑軌31 固設在處理液容器32上方；氣體噴射單元23設置在滑軌31上，以使氣體噴射單元23沿著 平行於矽片運行方向X的方向上位置可調；處理噴液噴射單元22在矽片運行方向X上位於 氣體噴射單元23的上遊，且位置固定。
[0044] 在使用圖5所示的裝置對矽片21進行表面處理時，矽片21在處理液容器32的上 方沿著運行方向X從處理液容器32的一側運行到另一側，矽片21在運行的過程中，經過處 理液噴射單元22時，表面上被噴射處理液，從矽片21上流下的處理液落入處理液容器32 中。
[0045] 其中，由於氣體噴射單元23設置在滑軌31上，且沿著平行於矽片運行方向X的方 向上位置可調，而處理液噴射單元22在矽片運行方向X上位於氣體噴射單元23的上遊，且 位置固定，即處理液噴射單元22與氣體噴射單元23之間的距離可調，也就是說，處理液在 矽片21上的停留時間可以通過調整氣體噴射單元23在滑軌31上的位置而調整，當使用鹼 液對矽片進行表面處理時，鹼液在矽片21上的停留時間可調意味著方塊電阻上升量可調， 因此，可避免太陽能電池片的效率受影響。
[0046] 上述實施例提供的矽片表面處理裝置中，滑軌的條數同樣也可以為兩條，相互平 行設置，處理液噴射單元設置在兩條滑軌之間。這樣設置，可以使滑軌31對氣體噴射單元 23提供更加穩固的支撐。
[0047] 對於處理液噴射單元與氣體噴射單元的位置均可調的情形，類似與上述兩種情 形，矽片表面處理裝置還可以包括滑軌及用於容納處理液的處理液容器；滑軌固設在處理 液容器上方；氣體噴射單元及處理液噴射單元設置在滑軌上，以使氣體噴射單元及處理液 噴射單元沿著平行於矽片運行方向的方向上位置均可調；且處理液噴射單元在矽片運行方 向上位於氣體噴射單元的上遊。
[0048] 上述實施例提供的矽片表面處理裝置中，滑軌的條數同樣也可以為兩條，相互平 行設置，處理液噴射單元及氣體噴射單元均設置在兩條滑軌之間。這樣設置，可以使滑軌對 處理液噴射單元和氣體噴射單元提供更加穩固的支撐。
[0049] 需要說明的是：上面描述的三種情形中，均採用滑軌實現氣體噴射單元和/或處 理液噴射單元的位置可調，當然，本發明並不限於此，也可以採用本領域技術人員所知的其 它安裝方式，使氣體噴射單元和/或處理液噴射單元在處理液容器上方位置可調。另外，對 於處理液噴射單元與氣體噴射單元的位置均可調的情形，不限於將處理液噴射單元與氣體 噴射單元均設置在同一條滑軌上，也可以設置在不同的滑軌上，且滑軌的形狀、大小及安裝 位置等均不限於圖3至圖5所示。
[0050] 優選地，如圖3和圖5所示，滑軌31可以固設在處理液容器32的側壁頂部，如此 設置，可以不需要額外的單元來給滑軌31提供穩固支撐，從而能降低矽片表面處理裝置的 成本。當然，也可以採用其它單元將滑軌31固定，以使滑軌位於處理液容器32上方。
[0051] 作為本發明另一優選的實施方式，如圖4A和圖4B所示，滑軌31上可設有多個預 留孔41，多個預留孔41沿著平行於矽片運行方向X的方向上間隔分布；且預留孔41用於 穿設緊固單元42,當處理液噴射單元22設置在滑軌31上時，緊固單元42用於將處理液噴 射單元22固定在預留孔41所在的位置處；當氣體噴射單元23設置在滑軌31上時，緊固單 元42用於將氣體噴射單元23固定在預留孔41所在的位置處。圖4A和圖4B所示為處理 液噴射單元22設置在滑軌31上的情形。
[0052] 通過設置預留孔41和穿設在預留孔41中的緊固單元42,可以在調整好處理液噴 射單元22或者氣體噴射單元23在滑軌上的位置後，在對應位置上的預留孔41中設置緊固 單元42以將處理液噴射單元22或者氣體噴射單元23固定在該位置，防止處理液噴射單元 22或者氣體噴射單元23在工作過程中位置發生變化。
[0053] 上述實施例中的預留孔41中可以設有內螺紋，即該預留孔41為螺紋孔，緊固單元 42可以為螺栓，該螺栓具有與內螺紋配合的外螺紋。如此設置，通過將螺栓擰入預留孔41 就可以實現處理液噴射單元22或者氣體噴射單元23的緊固。
[0054] 作為本發明實施例的又一個優選的實施方案，矽片表面處理裝置還可以如圖4A 和圖4B所不包括導液管43,處理液噴射單兀22內部設有空腔（圖中未不出），外部設有與 該空腔連通的多個噴孔44 ;導液管43在處理液噴射單元22的一端與空腔連通，以向空腔 內供給處理液，並使處理液從噴孔44中噴出。
[0055] 優選地，上述的矽片表面處理裝置還可以包括處理液供給單元（圖中未示出），用 於供給處理液，該處理液供給單元與導液管43連通。該處理液供給單元可以是本領域技術 人員所知的任何能向處理液噴射單元22提供處理液的設備。
[0056] 上述實施例中描述的處理液可以為氫氧化鉀（Κ0Η)溶液或氫氧化鈉（NaOH)溶液 等鹼液。鹼液的溫度優選為20?25°C，濃度優選為1 %?10%。
[0057] 當選用NaOH溶液對矽片進行表面處理時，NaOH與矽片反應的方程式為： Si+2Na0H+H20 = Na2Si03+2H2〇
[0058] 以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何 熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應 涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為 準。
【權利要求】
1. 一種矽片表面處理裝置，包括：用於向所述矽片表面噴射處理液以從所述矽片上去 除矽層的處理液噴射單元，及用於向所述矽片表面噴射乾燥氣體以從所述矽片上去除所述 處理液的氣體噴射單元，其特徵在於，所述處理液噴射單元與所述氣體噴射單元之間的距 離可調。
2. 權利要求1所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，還包括滑軌及用於容納所述處 理液的處理液容器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方； 所述處理液噴射單元設置在所述滑軌上，以使所述處理液噴射單元沿著平行於所述矽 片運行方向的方向上位置可調； 所述氣體噴射單元在所述矽片運行方向上位於所述處理液噴射單元的下遊，且位置固 定。
3. 根據權利要求2所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，所述滑軌的條數為兩條，相 互平行設置，所述處理液噴射單元設置在所述兩條滑軌之間。
4. 權利要求1所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，還包括滑軌及用於容納所述處 理液的處理液容器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方； 所述氣體噴射單元設置在所述滑軌上，以使所述氣體噴射單元沿著平行於所述矽片運 行方向的方向上位置可調； 所述處理液噴射單元在所述矽片運行方向上位於所述氣體噴射單元的上遊，且位置固 定。
5. 根據權利要求4所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，所述滑軌的條數為兩條，相 互平行設置，所述氣體噴射單元設置在所述兩條滑軌之間。
6. 權利要求1所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，還包括滑軌及用於容納所述處 理液的處理液容器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方； 所述氣體噴射單元及所述處理液噴射單元設置在所述滑軌上，以使所述氣體噴射單元 及所述處理液噴射單元沿著平行於所述矽片運行方向的方向上位置均可調；且所述處理液 噴射單元在所述矽片運行方向上位於所述氣體噴射單元的上遊。
7. 根據權利要求6所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，所述滑軌的條數為兩條，相 互平行設置，所述處理液噴射單元及所述氣體噴射單元均設置在所述兩條滑軌之間。
8. 根據權利要求2-7任一項所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，所述滑軌固設在 所述處理液容器的側壁頂部。
9. 根據權利要求2-7任一項所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，所述滑軌上設有 多個預留孔，所述多個預留孔沿著平行於所述矽片運行方向的方向上間隔分布；且所述預 留孔用於穿設緊固單元； 當所述處理液噴射單元設置在所述滑軌上時，所述緊固單元用於將所述處理液噴射單 元固定在所述預留孔所在的位置處； 當所述氣體噴射單元設置在所述滑軌上時，所述緊固單元用於將所述氣體噴射單元固 定在所述預留孔所在的位置處。
10. 根據權利要求9所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，所述預留孔中設有內螺 紋，所述緊固單元為螺栓，所述螺栓具有與所述內螺紋配合的外螺紋。
11. 根據權利要求1-7任一項所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，還包括導液管， 所述處理液噴射單元內部設有空腔，外部設有與所述空腔連通的多個噴孔；所述導液管在 所述處理液噴射單元的一端與所述空腔連通，以向所述空腔內供給所述處理液，並使所述 處理液從所述噴孔中噴出。
12. 根據權利要求11所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，還包括處理液供給單元， 用於供給所述處理液，所述處理液供給單元與所述導液管連通。
13. 根據權利要求1-7任一項所述的矽片表面處理裝置，其特徵在於，所述處理液為氫 氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液。
【文檔編號】H01L31/18GK104051562SQ201310078834
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月13日 優先權日:2013年3月13日
【發明者】王大男, 韓允 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司