CN101587922A - 一种太阳能电池硅片边缘及背面扩散层的刻蚀方法 - Google Patents

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姚文杰
王建波
解柔强
黄海冰
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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池硅片边缘及背面扩散层的刻蚀方法，其工艺步骤是：将已经扩散完毕的太阳能电池硅片一面沉积阻挡层掩膜；然后将太阳能电池硅片放入腐蚀液中，将太阳能电池硅片未沉积阻挡层掩膜的一面和侧面扩散层腐蚀掉，然后取出用去离子水冲洗；把太阳能电池硅片置于化学溶液中去除阻挡层掩膜，然后取出用去离子水冲洗。本发明方法，由于阻挡层在腐蚀溶液中腐蚀速度很慢甚至不腐蚀，而没有阻挡层掩膜的地方腐蚀速度很快，从而能有效的去除边沿和背面的扩散层硅，从而能有效的降低漏电并最终影响电池性能。并能减少硅片周边缺陷和隐裂，降低后续工艺碎片率，同时也可以控制两面不同的表面形貌。

Description

一种太阳能电池硅片边缘及背面扩散层的刻蚀方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池的制备方法，具体说是一种太阳能电池硅片边缘及背面扩散层的刻蚀方法。
技术背景
硅太阳能电池制作过程中，太阳能电池硅片经扩散工艺后，表面形成扩散层。太阳能电池硅片边缘及一面扩散层需要通过一定工艺刻蚀掉，只保留硅片另外一面扩散层。随着太阳能电池边沿刻蚀以及背面全刻蚀技术的发展，背面漏电问题解决较好，但是同时存在很多相应的问题，比如刻蚀不够或者刻蚀过多等难以掌控和难以监测的问题，从而导致电池漏电较大，电池性能急剧下降的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种太阳能电池硅片边缘及背面扩散层的刻蚀方法，该方法采用正面掩膜后再整体腐蚀，最后去除掩膜的方式，对设备要求不高，容易掌控，效果明显，而且能有效减小硅片周围缺陷以及裂纹从而降低后续工艺碎片率，同时可以制成两面不同表面形貌的硅片。
本发明方法的工艺思路是：沉积阻挡层、腐蚀、去除阻挡层。本发明一种太阳能电池硅片边缘及背面扩散层的刻蚀方法，其工艺步骤如下：
1、将已经扩散完毕的太阳能电池硅片一面(保留扩散层的那一面，称为正面)沉积阻挡层掩膜(简称掩膜)；
所述阻挡层掩膜的厚度在30nm以上，其厚度没有严格上限限制，只要能达到本发明设置阻挡层掩膜的目的的适当厚度即可。阻挡层掩膜采用的材料为光刻胶、氮化硅、氧化硅或氧化钛等薄膜材料；
2、然后将太阳能电池硅片放入腐蚀液中，根据不同扩散以及不同的腐蚀液，腐蚀时间从几秒到几分钟不等，确保未沉积阻挡层掩膜的太阳能电池硅片面和侧面扩散部位全部反应完全，然后取出用去离子水冲洗；
所述腐蚀液要确保能与太阳能电池硅片反应，而与阻挡层反应很慢或不发生反映。可以采用碱液(OH-离子摩尔浓度大于1％到最大溶解度溶液之间，适用于采用氮化硅、氧化硅、氧化钛等为掩膜)、氢氟酸和硝酸混合液(氢氟酸和硝酸质量比为1∶10到10∶1之间，氢氟酸和硝酸混合液溶解于水溶液浓度质量百分比2％到100％之间，适用于光刻胶等有机掩膜)等，溶液具体浓度可根据所需要的反应速度调节。
3、把太阳能电池硅片置于化学溶液中去除阻挡层掩膜，然后取出用去离子水冲洗。
所述化学溶液根据不同掩膜可以为是氢氟酸溶液(氢氟酸浓度在质量百分比2％到50％之间，适用于采用氮化硅、氧化硅、氧化钛等为掩膜)、或者碱液(OH-离子摩尔浓度大于1％到最大溶解度之间，适用于光刻胶等有机掩膜)等，溶液具体浓度可根据所需要的反应速度调节。
本发明方法，由于阻挡层在腐蚀溶液中腐蚀速度很慢甚至不腐蚀，而没有阻挡层掩膜的地方腐蚀速度很快，从而能有效的去除边沿和背面的扩散层硅，从而能有效的降低漏电并最终影响电池性能。并能减少硅片周边缺陷和隐裂，降低后续工艺碎片率，同时也可以控制两面不同的表面形貌。
附图说明
图1是扩散后待刻蚀太阳能电池硅片结构示意图，其中：1为阻挡层掩膜；2为硅片；3为扩散层；
图2是用本发明方法刻蚀后的太阳能电池硅片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1，太阳能电池硅片周边以及背面扩散层刻蚀，其工艺步骤如下：
1、把已经扩散好要刻蚀的太阳能电池硅片，利用沉积原理，在其正面沉积沉积阻挡层掩膜；阻挡层掩膜采用的材料为光刻胶。
2、沉积阻挡层掩膜后，把硅片放入腐蚀液(氢氟酸和硝酸混合液)中，使其反应充足时间(在70摄氏度以上腐蚀一分钟以上)，确保背面扩散部位全部反应完全，拿出用去离子水清洗；氢氟酸和硝酸混合液的氢氟酸和硝酸质量比为1∶10到10∶1之间，氢氟酸和硝酸混合液溶解于水溶液浓度质量百分比2％到100％之间，溶液具体浓度可根据所需要的反应速度调节。
3、把太阳能电池硅片置于碱液中去除阻挡层掩膜，拿出置入去离子水中清洗。碱液的OH-离子摩尔浓度大于1％到最大溶解度之间，溶液具体浓度可根据所需要的反应速度调节。
实施例2，本发明方法在制造两面或者不同区域不同表面形貌的太阳能电池硅片的应用，其方法与实施例1基本相同，所不同的是沉淀掩膜的区域以及腐蚀方式不一样：
1、把已经扩散好要刻蚀的太阳能电池硅片，利用沉积原理，根据所需要的区域在太阳能电池硅片进行选择制作阻挡层掩膜；阻挡层掩膜采用的材料为氮化硅、氧化硅或氧化钛。
2、沉积阻挡层掩膜后，把硅片放入腐蚀液(碱液)中，使其反应充足时间，确保未沉积区成为想要的形貌，拿出冲洗；碱液的OH-离子摩尔浓度大于1％到最大溶解度溶液之间，具体浓度可根据所需要的反应速度调节。
3.把太阳能电池硅片置于氢氟酸溶液中去除阻挡层掩膜，拿出用去离子水清洗。氢氟酸浓度在质量百分比2％到50％之间，溶液具体浓度可根据所需要的反应速度调节。
实施例3，与实施例2基本相同，所不同的是先在整个硅片上形成自己想要的形貌，而刻蚀区域去除想要的形貌，腐蚀成另一种需要的形貌。
1、把已经扩散好要刻蚀的太阳能电池硅片，利用沉积原理，根据所需要的区域在硅片(需要保护形貌的一面)上进行选择制作阻挡层掩膜；阻挡层掩膜采用的材料为氧化硅。
2、沉积阻挡层掩膜后，把硅片放入腐蚀液中，使其反应充足时间，确保未沉积区成为想要的形貌，拿出冲洗；
3.把硅片置于氢氟酸溶液中去除阻挡层掩膜，拿出用去离子水清洗。

Claims (2)

1、一种太阳能电池硅片边缘及背面扩散层的刻蚀方法，其工艺步骤如下：
a、将已经扩散完毕的太阳能电池硅片一面沉积阻挡层掩膜；
b、然后将太阳能电池硅片放入腐蚀液中，将太阳能电池硅片未沉积阻挡层掩膜的一面和侧面扩散层腐蚀掉，然后取出用去离子水冲洗；
c、把太阳能电池硅片置于化学溶液中去除阻挡层掩膜，然后取出用去离子水冲洗。
2、根据权利要求1所述一种太阳能电池硅片边缘及背面扩散层的刻蚀方法，其特征是：所述阻挡层掩膜采用的材料为光刻胶、氮化硅、氧化硅或氧化钛薄膜材料；所述腐蚀液采用碱液或氢氟酸硝酸混合液；所述化学溶液是氢氟酸溶液或碱液。
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