CN102290494A - 一种太阳能电池片干法刻蚀工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种太阳能电池片干法刻蚀工艺，属于太阳能电池生产领域。所述工艺包括两步干法刻蚀：抽真空，通入50-100sccm和190-350sccm的O2和CF4气体，对腔体稳压，设定压力220-330mt，功率850w,转速8-10rpm/min，时间250-350s，用射频电源去掉硅片边缘表面SiO2；排除废气，通入40-120sccm和200-450sccm的O2和CF4气体，对腔体稳压，设定压力230-440mt，功率850w,转速8-10rpm/min，时间1000-1200s，用射频电源去掉硅片边缘Si。本发明缩短了刻蚀时间，减少了刻蚀气体用量，兼顾了高并联电阻和高转换率的要求。

Description

一种太阳能电池片干法刻蚀工艺
技术领域
本发明涉及一种晶硅太阳能电池片干法刻蚀工艺，属于太阳能电池生产领域。 
背景技术
过度的开采与日益增大的能源需求使地球的矿产资源越来越少，传统能源不断枯竭，能源价格不断上涨，迫使人类寻找更加清洁可持续的新型能源，于是太阳能电池开始迅速发展。刻蚀是太阳能电池生产中的一个重要环节，干法刻蚀各向异性好，选择比高，可控性、灵活性、重复性好，清洁无污染，易于实现自动化等优点，目前被广泛使用。 
太阳能电池产生的电能中，有一部分由于电池内部的漏电流而损失。对于单晶硅和多晶硅电池，形成漏电的主要原因有：通过PN结的漏电流；沿电池边缘的表面漏电流；金属化处理之后沿着微观裂缝或晶界等形成的小桥路而产生的漏电流。所有这些漏电流在理论上都可以归结为电池并联电阻之中，因此并联电阻值（Rsh）越大越好。为了保证刻蚀效果，增大并联电阻，在刻蚀过程中通常通过增大功率、流量、刻蚀时间等措施来达到工艺要求，但是这往往会造成过度刻蚀，硅片表面边缘被刻蚀过深，刻蚀边变宽，表面PN结遭破坏，填充因子和光电转换效率就会下降。因此现有的干法刻蚀技术，不能良好得兼顾高并联电阻和高转换率的要求。 
发明内容
本发明提供了一种太阳能电池片干法刻蚀工艺，用以解决现有技术中由于过度刻蚀造成的太阳能电池光电转换率偏低的问题。 
本发明的目的是通过以下方法实现的：一种太阳能电池片干法刻蚀工艺，包括干法刻蚀步骤，所述干法刻蚀步骤包括： 
第一步刻蚀工艺：抽真空，通入O2和CF4气体，气体流量分别50-100sccm和190-350sccm，对腔体稳压，设定压力220-330mt，功率850w,转速8 -10rpm/min，时间控制为250-350s，用射频电源去掉硅片边缘表面的SiO2；
第二步刻蚀工艺：排除废气，通入O2和CF4气体，气体流量分别40-120sccm和200-450sccm，对腔体稳压，设定压力230-440mt，功率850w,转速8 -10rpm/min，时间控制为1000-1200s，用射频电源去掉硅片边缘的 Si。
所述第一步刻蚀的工艺条件为，通入O2和CF4气体流量分别60-70sccm和215-250sccm，设定压力260-300mt，功率850w，转速8rpm/min，刻蚀时间300s。 
所述第二步刻蚀的工艺条件为，通入O2和CF4气体流量分别65-80sccm和380-410sccm，设定压力330-380mt，功率850w，转速8rpm/min，刻蚀时间1100s 
本发明采用分步刻蚀法，选择合适的气流量、压力和功率进行刻蚀，缩短了刻蚀所需时间，减少了刻蚀气体的用量，减少了成本，同时较少了电池片表面PN结的损坏，增大其填充因子和光电转换效率，兼顾了高并联电阻和高转换率的要求。
具体实施方式
 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。 
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 
一种太阳能电池干法刻蚀工艺，包括干法刻蚀步骤，所述干法刻蚀步骤包括： 
第一步刻蚀工艺：抽真空，通入O2和CF4气体，气体流量分别50-100sccm和190-350sccm，对腔体稳压，设定压力220-330mt，功率850w,转速8 -10rpm/min，时间控制为250-350s，用射频电源去掉硅片边缘表面的SiO2；
第二步刻蚀工艺：排除废气，通入O2和CF4气体，气体流量分别40-120sccm和200-450sccm，对腔体稳压，设定压力230-440mt，功率850w,转速8 -10rpm/min，时间控制为1000-1200s，用射频电源去掉硅片边缘的 Si。
实施例
将958片半成品太阳能电池片装入刻蚀夹具内，旋紧；抽真空，通入O2和CF4，气体流量分别为60-70sccm和215-250sccm，对腔体稳压，设定压力为260-300mt，功率为850w，转速为8rpm/min，刻蚀时间为300s，开始进行第一步刻蚀，用射频电源去掉硅片边缘表面的SiO2；排除废气，通入O2和CF4气体，气体流量分别为65-80sccm和380-410sccm，对腔体稳压，设定压力为330-380mt，功率为850w，转速为8rpm/min，刻蚀时间为1100s，开始进行第二部刻蚀，用射频电源去掉硅片边缘的 Si；抽去腔体内的废气；万用表检测刻蚀效果。 
测得开路电压（Uoc）=0.6176V，短路电流（Isc）=8.288A，填充因子（FF）=77.88%，能量转化效率(η)=16.36%，并联电阻（Rsh）=41.44Ω，反向电流2（Irew2）=0.37A，测试结果显示，各电性能参数均达到工艺要求，同时刻蚀效果优良，兼顾了高并联电阻和高转换率的要求。 
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 

Claims (3)

1.一种太阳能电池片干法刻蚀工艺，包括干法刻蚀步骤，其特征在于，
所述干法刻蚀步骤包括：
第一步刻蚀工艺：抽真空，通入O2和CF4气体，气体流量分别50-100sccm和190-350sccm，对腔体稳压，设定压力220-330mt，功率850w,转速8 -10rpm/min，时间控制为250-350s，用射频电源去掉硅片边缘表面的SiO2；
第二步刻蚀工艺：排除废气，通入O2和CF4气体，气体流量分别40-120sccm和200-450sccm，对腔体稳压，设定压力230-440mt，功率850w,转速8 -10rpm/min，时间控制为1000-1200s，用射频电源去掉硅片边缘的 Si。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片干法刻蚀工艺，其特征在于，所述第一步刻蚀的工艺条件为，通入O2和CF4气体流量分别60-70sccm和215-250sccm，设定压力260-300mt，功率850w，转速8rpm/min，刻蚀时间300s。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片干法刻蚀工艺，其特征在于，所述第二步刻蚀的工艺条件为，通入O2和CF4气体流量分别65-80sccm和380-410sccm，设定压力330-380mt，功率850w，转速8rpm/min，刻蚀时间1100s。
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