CN102346127A - 用于测量太阳能电池片氮化硅膜致密性的溶液及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于测量太阳能电池片氮化硅膜致密性的溶液及其使用方法，属于太阳能电池生产技术领域，由如下体积比的组分配制而成的氢氟酸溶液，氢氟酸：水=1~20:10~100。本发明操作简单、可随时取出查看腐蚀情况，并检测膜厚，易于生产及实验室用，效率高，使用周期长，对硅片无腐蚀性等特点，能适用于不同尺寸单晶硅或多晶硅太阳能电池片氮化硅膜致密性的测试，适用于大规模生产中也适用于小批量的生产。用本发明测试氮化硅膜致密性可以清楚的知道哪个炉管的镀膜效果比较好，可用于检测各炉管的镀膜效果。

Description

用于测量太阳能电池片氮化硅膜致密性的溶液及其使用方法
技术领域
本发明提供了一种用于测量太阳能电池片氮化硅膜致密性的溶液及其使用方法，属于太阳能电池生产技术领域。
背景技术
氮化硅膜具有良好的绝缘性、致密性、稳定性和对杂质离子掩蔽能力，氮化硅膜作为太阳能电池的减反射膜，可显著地提高太阳能电池的转换效率，现在行业上做硅太阳能电池片不管单晶还是多晶都用到氮化硅膜做减反射膜。用于测试氮化硅膜致密性现在有几种化学方法：1、磷酸，需要加热160度以上，在蚀刻中磷酸作为催化剂不参加反应，磷酸并消耗，真正与Si3N4起反应的是H2O。
其反应方程式如下：
Figure 449505DEST_PATH_IMAGE001
85-88%左右体积分数的磷酸，在155-165度，它对氮化硅的腐蚀速度维持在5nm/分钟，常规的氮化硅膜厚约为80nm左右，完全腐蚀掉氮化硅膜约16分钟，反应温度高达160度左右才能腐蚀，腐蚀麻烦，且效果不好，不建设使用；2、碱熔融法很难控制速度，而且在测氮化硅膜致密性的同时，会连硅本身一起腐蚀掉，这个方法根本不好实施。3、物理方法有激光法开槽法，机械刻槽法，这些成本太高，且开完还需要进行损伤层处理。
发明内容
本发明提供一种操作简单、效率高、对硅片无腐蚀性的用于测量太阳能电池片氮化硅膜致密性的溶液及其使用方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种用于测量太阳能电池片氮化硅膜致密性的溶液，由如下体积比的组分配制而成的氢氟酸溶液，氢氟酸：水=1~20:10~100。
作为上述方案的进一步设置，所述氢氟酸与水之间的体积比为1~8:80~100。
一种用于测量太阳能电池片氮化硅膜致密性的溶液的使用方法，包括如下步骤：在常温常压下，将镀过氮化硅膜的硅片放在混合均匀的氢氟酸溶液中浸泡，其浸泡时间为10秒-10分钟。
所述浸泡时间为2分钟-10分钟。
本发明用于太阳电池片氮化硅膜致密性测量时，是将镀过氮化硅膜的太阳能电池片放在专门放硅片的硅片盒中，然后用提钩插入硅片盒的两个挂钩孔内勾住硅片盒，再一起放入一个盛有氢氟酸溶液的方形容器内进行腐蚀，腐蚀一定的时间，取出用水漂洗再用氮气吹干，用椭偏仪检测其氮化硅膜的厚度，电池片氮化硅膜的腐蚀速度＝（腐蚀前氮化硅膜的膜厚－腐蚀后氮化硅膜的膜厚）/ 时间，采用相同浓度的氢氟酸溶液，腐蚀速度越快的，说明膜的致密性越差，反之，说明膜的致密性好，用此方法，能够很直观的判断太阳电池片氮化硅膜致密性的好坏。
本发明的优越性在于：1.传统的使用热磷酸测试方法，需要较高的温度才能腐蚀氮化硅膜，反应温度高达160度左右才能腐蚀，腐蚀麻烦，物理方法激光法开槽法、机械刻槽法，这些成本太高，而使用氢氟酸溶液检测氮化硅膜的致密性工艺操作简单，操作方便，对温度要求不高，在常温下即可进行操作，而且溶液中酸浓度不高，废酸比较好处理。本发明提供的检测硅太阳能电池片氮化硅膜的方法，满足实验室及工业化生产的目的。
本发明的有益效果在于：
1）氢氟酸与氮化硅化学反应方式如下：Si3N4+16HF=4NH4F+3SiF4↑，生成的氟化硅气和氟化铵，氟化铵是易溶于水的氨盐，不会产生沉淀。
2）本发明操作简单、可随时取出查看腐蚀情况，并检测膜厚，易于生产及实验室用。
3）本发明与与磷酸或碱熔融法及有激光法开槽法，机械刻槽法相比，成本低，温度要求常温，易于控制。
4）效率高，使用周期长，对硅片无腐蚀性等特点。
5）能适用于不同尺寸单晶硅或多晶硅太阳能电池片氮化硅膜致密性的测试，适用于大规模生产中也适用于小批量的生产。
    6）用本发明测试氮化硅膜致密性可以清楚的知道哪个炉管的镀膜效果比较好好，可用于检测各炉管的镀膜效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：加8L氢氟酸于100L水中，混合均匀。在常温常压下，将镀过氮化硅膜后的硅片放入到混合均匀的氢氟酸溶液中浸泡，3.5分钟后取出观查看硅片表面的氮化硅膜刚好已经完全去除。
实施例2：加8L氢氟酸于80L水中，混合均匀。在常温常压下，将镀过氮化硅膜后的硅片放入到混合均匀的氢氟酸溶液中浸泡，2分钟后取出观查看硅片表面的氮化硅膜刚好已经完全去除。
实施例3：加8L氢氟酸于50L水中，混合均匀。在常温常压下，将镀过氮化硅膜后的硅片放入到混合均匀的氢氟酸溶液中浸泡，1分钟后取出观查看硅片表面的氮化硅膜刚好已经完全去除。
实施例4：加5L氢氟酸于100L水中，混合均匀。在常温常压下，将镀过氮化硅膜后的硅片放入到混合均匀的氢氟酸溶液中浸泡，5分钟后取出观查看硅片表面的氮化硅膜刚好已经完全去除。
实施例5：加5L氢氟酸于90L水中，混合均匀。在常温常压下，将镀过氮化硅膜后的硅片放入到混合均匀的氢氟酸溶液中浸泡， 5.5分钟后取出观查看硅片表面的氮化硅膜刚好已经完全去除。
实施例6：加5L氢氟酸于20L水中，混合均匀。在常温常压下，将镀过氮化硅膜后的硅片放入到混合均匀的氢氟酸溶液中浸泡，30秒后取出观查看硅片表面的氮化硅膜刚好已经完全去除。
实施例7：加1L氢氟酸于100L水中，混合均匀。在常温常压下，将镀过氮化硅膜后的硅片放入到混合均匀的氢氟酸溶液中浸泡，10分钟后取出观查看硅片表面的氮化硅膜刚好已经完全去除。
实施例8：加1L氢氟酸于80L水中，混合均匀。在常温常压下，将镀过氮化硅膜后的硅片放入到混合均匀的氢氟酸溶液中浸泡，9分钟后取出观查看硅片表面的氮化硅膜刚好已经完全去除。
实施例9：加1L氢氟酸于50L水中，混合均匀。在常温常压下，将镀过氮化硅膜后的硅片放入到混合均匀的氢氟酸溶液中浸泡，7分钟后取出观查看硅片表面的氮化硅膜刚好已经完全去除。
总之，本发明太阳能电池硅片氮化硅膜腐蚀速度与氢氟酸浓度及浸泡时间相协调。采用本发明测试太阳能电池硅片氮化硅膜致密性，操作简单，使用方便，可随时取出查看腐蚀情况，并检测膜厚，易于生产及实验室用。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于测量太阳能电池片氮化硅膜致密性的溶液，其特征在于：由如下体积比的组分配制而成的氢氟酸溶液，氢氟酸：水=1~20:10~100。
2.如权利要求1所述的用于测量太阳能电池片氮化硅膜致密性的溶液，其特征在于：所述氢氟酸与水之间的体积比为1~8:80~100。
3.一种如权利要求1所述用于测量太阳能电池片氮化硅膜致密性的溶液的使用方法，其特征在于包括如下步骤：在常温常压下，将镀过氮化硅膜的硅片放在混合均匀的氢氟酸溶液中浸泡，其浸泡时间为10秒-10分钟。
4.如权利要求3所述的用于测量太阳能电池片氮化硅膜致密性的溶液的使用方法，其特征在于：所述浸泡时间为2分钟-10分钟。
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