CN102354716A - 一种激光打孔后硅片的处理方法 - Google Patents

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朱冉庆
王栩生
章灵军
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Canadian Solar China Investment Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种激光打孔后硅片的处理方法，包括如下步骤：在硅片进行激光打孔之后，进行至少一次湿化学清洗，去除硅片表面的损伤层；然后用去离子水进行清洗，去除硅片表面的化学液，干燥处理。本发明在打孔之后设置了湿化学清洗的步骤，除去了硅片表面的杂质颗粒和激光损伤层，从而将颗粒污染和损伤层所造成的负面影响降至最低，试验证明，相比现有的制备工艺，经过本发明处理得到的太阳能电池的光电转换效率有0.1%左右的绝对提升，取得了意想不到的技术效果。

Description

一种激光打孔后硅片的处理方法
技术领域
本发明涉及一种硅片的处理方法，具体涉及一种激光打孔后硅片的处理方法，属于晶体硅太阳电池制造领域。
背景技术
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳能电池中，晶体硅太阳能电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时硅太阳能电池相比其他类型的太阳能电池，有着优异的电学性能和机械性能。因此，晶体硅太阳电池在光伏领域占据着重要的地位。研发高性价比的硅太阳能电池已经成为各国光伏企业的主要研究方向之一。
目前，背接触晶体硅太阳电池（MWT太阳电池）受到了大家的广泛关注，其优点在于：由于其正面没有主栅线，正极和负极都在电池片的背面，减少了电池片的遮光，提高了电池片的转换效率，同时由于正极和负极均在背面，在制作组件时，可以减少焊带对电池片的遮光影响，同时采用新的封装方式可以降低电池片的串联电阻，减小电池片的功率损失。
现有的背接触晶体硅太阳能电池的制备方法为：激光打孔、制绒、扩散、刻蚀绝缘工艺、PECVD工艺、电极印刷工艺。其中，传统的激光打孔工艺后就紧接制绒工艺，而激光打孔工艺是一个高能量破坏性工艺，因此会在硅片表面造成表面颗粒污染和损伤层，然而，该损伤层在现有技术中并未引起技术员的注意，传统的工艺流程中并没有对表面颗粒污染和损伤层进行处理，因此会对电池产生一定的负面影响。
发明内容
本发明目的是提供一种激光打孔后硅片的处理方法，以提高太阳能电池的转换效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种激光打孔后硅片的处理方法，包括如下步骤：在硅片进行激光打孔之后，进行至少一次湿化学清洗，去除硅片表面的损伤层；然后用去离子水进行清洗，去除硅片表面的化学液，干燥处理。
本发明在激光打孔之后设置了湿化学清洗的步骤，对硅片表面颗粒和激光损伤层进行清洗和处理，从而将颗粒污染和损伤层所造成的负面影响降至最低。
上述技术方案中，所述湿化学清洗所用的清洗液为DHF、RCA或BOE，清洗时间为3~5 min。
所述DHF、RCA或BOE均是现有技术，其中：DHF是HF、H2O2、H2O的混合液；RCA是NH4OH、H2O2、H2O的混合液；BOE是NH4F和HF的混合液。
所述步骤(2)的湿化学清洗进行至少一次，因而也可以使用不同的清洗液进行多次清洗，以尽可能的除去硅片表面的杂质和损伤层。
所述激光打孔步骤，可以在制绒、扩散操作之后进行，也可以在制绒之前进行。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1．本发明在激光打孔之后设置了湿化学清洗的步骤，除去了硅片表面的杂质颗粒和激光损伤层，从而将颗粒污染和损伤层所造成的负面影响降至最低，试验证明，相比现有的制备工艺，经过本发明处理方法制备得到的太阳能电池的光电转换效率有0.1%左右的绝对提升，取得了意想不到的技术效果。
2．本发明的处理方法简单，易于操作，适于推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
一种激光打孔后硅片的处理方法，并将其应用到背接触晶体硅太阳能电池的制备方法中，包括如下步骤：
(1). 打孔：激光打孔，以形成通孔；
(2). 湿化学清洗：将激光打孔后的硅片放入DHF的清洗槽内进行超声清洗，清洗时间为300s，采用的DHF的配比为HF：HCL=1：100；
(3).纯水清洗：将DHF清洗后的硅片移到纯水槽内进行喷淋，喷淋时间为300s，最后甩干；
(4). 制绒：将原硅片进行表面织构化，形成绒面；
(5). 扩散：扩散形成PN结发射极；
(6). 去PSG，绝缘：去除硅片表面的磷硅玻璃层并绝缘；
(7). PECVD镀膜：在硅片表面镀一层减发射层；
(8). 印刷电极，电场印刷并烧结，从而形成最终产品。
效率测试：采用上述制备方法获得的电池片的转换效率为18.4%；反向漏电为0.3A。
实施例二
一种激光打孔后硅片的处理方法，并将其应用到背接触晶体硅太阳能电池的制备方法中，包括如下步骤：
(1).打孔：激光打孔，以形成通孔；
(2).湿化学清洗：将激光打孔后的硅片放入RCA的清洗槽内进行超声清洗，清洗时间为200s，采用的RCA的配比为NH3·H2O：H2O2：H2O=1：4：10；
(3).纯水清洗：将RCA清洗后的硅片移到纯水槽内进行喷淋，喷淋时间为300s，最后甩干；
(4).制绒：将原硅片进行表面织构化，形成绒面；
(5).扩散：扩散形成PN结发射极；
(6).去PSG，绝缘：去除硅片表面的磷硅玻璃层并绝缘；
(7).PECVD镀膜：在硅片表面镀一层减发射层；
(8).印刷电极，电场印刷并烧结，从而形成最终产品。
效率测试：采用上述制备方法获得的电池片的转换效率为18.44%。
实施例三
一种激光打孔后硅片的处理方法，并将其应用到背接触晶体硅太阳能电池的制备方法中，包括如下步骤：
(1).打孔：激光打孔，以形成通孔；
(2).湿化学清洗：将激光打孔后的硅片放入BOE的清洗槽内进行超声清洗，清洗时间为100s，再进入RCA槽清洗150s；BOE配比为HF：NH4F=1：4，RCA的配比为NH3·H2O：H2O2：H2O=1：4：20；
(3).纯水清洗：将化学清洗后的硅片移到纯水槽内进行喷淋，喷淋时间为300s，最后甩干；
(4).制绒：将原硅片进行表面织构化，形成绒面；
(5).扩散：扩散形成PN结发射极；
(6).去PSG，绝缘：去除硅片表面的磷硅玻璃层并绝缘；
(7).PECVD镀膜：在硅片表面镀一层减发射层；
(8).印刷电极，电场印刷并烧结，从而形成最终产品。
效率测试：采用上述制备方法获得的电池片的转换效率为18.45%。
对比例一
一种背接触晶体硅太阳能电池的制备方法，采用现有技术，包括如下步骤：激光打孔、制绒、扩散、刻蚀绝缘工艺、PECVD工艺、电极印刷工艺，得到成品电池片。
效率测试：上述制备方法获得的电池片的转换效率为18.3%；反向漏电为0.5A。
由实施例和对比例可见，相比现有的制备工艺（对比例一），经过本发明处理得到的太阳能电池的光电转换效率约有0.1%左右的绝对提升，取得了意想不到的技术效果；此外，在反向漏电上降低了0.2A，说明损伤层去除得比较干净。

Claims (2)

1.一种激光打孔后硅片的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：在硅片进行激光打孔之后，进行至少一次湿化学清洗，去除硅片表面的损伤层；然后用去离子水进行清洗，去除硅片表面的化学液，干燥处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述湿化学清洗所用的清洗液为DHF、RCA或BOE，清洗时间为3~5 min。
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