CN102768952A - 扩散后单晶硅片次品返工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种扩散后单晶硅片次品返工方法，包括以下步骤：将扩散后的次品放入氢氟酸溶液中浸泡4～10min，去除扩散过程中形成的磷硅玻璃层，其中氢氟酸溶液中氢氟酸与水的体积比为1:4～10；用去离子水清洗，去除硅片表面残留的氢氟酸；然后放入热的NaOH溶液中浸泡2min～5min，以去除硅的表面扩散层，其中NaOH溶液的质量浓度为2%～10%，NaOH溶液的温度为60℃～80℃；再用H2O2溶液将硅片清洗干净，H2O2溶液中H2O2与水的体积比为1：4～10。本发明具有能降低生产成本，提高电池合格率的优点。

Description

扩散后单晶硅片次品返工方法
技术领域：
本发明属于晶体硅太阳能电池制作领域，具体为一种扩散后单晶硅片次品返工方法。
背景技术：
扩散是太阳能电池制作过程中的关键工序，目的是利用三氯氧磷（POCl3）在高温下进行磷原子的掺杂制作PN结，其过程如下：
POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下：
5POCl3→3PCl5+P2O5
在扩散气氛中常常通有一定量的氧气，可使生成的PCl5进一步分解，使五氯化磷氧化成P2O5，从而可以得到更多的磷原子沉积在硅片表面上。另外也可避免PC13对硅片的腐蚀作用，可以改善硅片表面，反应式如下：
4PCl5+5O2→2P2O5+10Cl2↑
生成的P2O5成在扩散温度下继续与硅反应得到磷原子，其反应式如下
2P2O5+5Si→5SiO2+4P↓
至此扩散过程结束，在距离硅片表面0.3-0.5um的厚度内掺杂进磷原子，该层称为扩散层，同时在硅片表面上形成一层含有磷元素的SiO2，称为磷硅玻璃。
对扩散工序的监控方法是抽测扩散后硅片的方块电阻值，如果超出预先设定的范围，则属于次品。因方块电阻值受源瓶温度、炉管温度、源瓶内三氯氧磷液面高度、炉管内酸排量等诸多因素的影响，所以方块电阻值不合格的情况比较频繁。该类次品如果继续做成电池则会产生大量的低效电池片。
目前对扩散后硅片次品的返工处理是这样的：方块电阻值过大的硅片重新放入扩散炉内进行二次扩散，但这种方法较难控制方块电阻值，容易产生多次返工，既影响产量又影响电池合格率。方块电阻值过小的无较好处理办法，一般直接报废或者做成电池，但是直接报废会增加生产成本，直接做成电池将产生大量的低效电池片，也会导致电池合格率降低。
发明内容：
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种容易控制方块电阻值、无需多次返工，能降低生产成本，提高电池合格率的扩散后单晶硅片次品返工方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种扩散后单晶硅片次品返工方法，包括以下步骤：
（1）将扩散后的次品硅片放入氢氟酸溶液中浸泡4～10min，去除扩散过程中形成的磷硅玻璃层，其中氢氟酸溶液中氢氟酸与水的体积比为1:4～10；
（2）将步骤（1）浸泡后的硅片用去离子水清洗，去除硅片表面残留的氢氟酸；
（3）将步骤（2）清洗后的硅片放入NaOH溶液中浸泡2min～5min，其中NaOH溶液的质量百分比浓度为2%～10%，NaOH溶液的温度为60℃～80℃，以去除硅的表面扩散层；
（4）将步骤（3）浸泡后的硅片用H2O2溶液将硅片清洗干净，H2O2溶液中H2O2与水的体积比为1：4～10。
作为优选，步骤（1）氢氟酸溶液中HF与水的体积比为1:5。
作为优选，步骤（1）中的浸泡时间为6min。
作为优选，步骤（3）中NaOH溶液的质量浓度为5%。
作为优选，步骤（3）中NaOH溶液的温度为80℃。
作为优选，步骤（3）中浸泡时间为2.5min。
作为优选，步骤（4）H2O2溶液中的H2O2与水的体积比为1:6。
本发明的优点和有益效果：采用本发明的方法，可以使得硅片表面的磷硅玻璃层和扩散层被完全去除，与正常硅片无差异，从而可以重新制作电池片，降低了生产成本，提高了电池合格率。
附图说明
图1为扩散前硅片结构示意图。
图2为扩散后硅片结构示意图。
其中：1.硅片，2.扩散层，3.磷硅玻璃。
具体实施方式
下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
预先配置好HF溶液，其中HF与水的体积比为1：5；然后配置浓度为5%的NaOH溶液并加热至80℃，最后配置H2O2溶液，其中H2O2与水的体积比为1：6。
第一步：将扩散后方块电阻异常的单晶硅片次品（如图2所示，扩散后的硅片次品结构：包括硅片1、扩散层2和磷硅玻璃3）放入HF溶液中浸泡6min。
第二步：将将单晶硅片放入去离子水的水槽中浸泡，用去离子水将硅片上残留的HF溶液清洗干净，测试水质，直至pH为中性。
第三步：将清洗过后的硅片取出放入NaOH溶液中，浸泡2.5min，将表面的扩散层去除。
第四步：将硅片置于H2O2溶液将中，去除表面杂物及可能存在的金属离子。
清洗干净的硅片经过干燥后（结构如图1所示，仅有一层硅片1结构），从电池制作的第一道工序开始重新制作电池。
实施例2
预先配置好HF溶液，其中HF与水的体积比为1：6；然后配置浓度为6%的NaOH溶液并加热至70℃，最后配置H2O2溶液，其中H2O2与水的体积比为1：6。
第一步：将扩散后方块电阻异常的单晶硅片次品放入HF溶液中浸泡6min。
第二步：将将单晶硅片放入去离子水的水槽中浸泡，用去离子水将硅片上残留的HF溶液清洗干净，测试水质，直至pH为中性。
第三步：将清洗过后的硅片取出放入NaOH溶液中，浸泡3min，将表面的扩散层去除。
第四步：将硅片置于H2O2溶液将中，去除表面杂物及可能存在的金属离子。
清洗干净的硅片经过干燥后，从电池制作的第一道工序开始重新制作电池。

Claims (7)

1.一种扩散后单晶硅片次品返工方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将扩散后的次品放入氢氟酸溶液中浸泡4～10min，去除扩散过程中形成的磷硅玻璃层，其中氢氟酸溶液中氢氟酸与水的体积比为1:4～10；
（2）将步骤（1）浸泡后的硅片用去离子水清洗，去除硅片表面残留的氢氟酸；
（3）将步骤（2）清洗后的硅片放入NaOH溶液中浸泡2min～5min，其中NaOH溶液的质量百分比浓度为2%～10%，NaOH溶液的温度为60℃～80℃，以去除硅的表面扩散层；
（4）将步骤（3）浸泡后的硅片用H2O2溶液将硅片清洗干净，H2O2溶液中H2O2与水的体积比为1：4～10。
2.根据权利要求1所述的扩散后单晶硅片次品返工方法，其特征在于：步骤（1）中氢氟酸与水的体积比为1:5。
3.根据权利要求1所述的扩散后单晶硅片次品返工方法，其特征在于：步骤（1）中的浸泡时间为6min。
4.根据权利要求1所述的扩散后单晶硅片次品返工方法，其特征在于：步骤（3）中NaOH溶液的质量浓度为5%。
5.根据权利要求1所述的扩散后单晶硅片次品返工方法，其特征在于：步骤（3）中NaOH溶液的温度为80℃。
6.根据权利要求1所述的扩散后单晶硅片次品返工方法，其特征在于：步骤（3）中浸泡时间为2.5min。
7.根据权利要求1所述的扩散后单晶硅片次品返工方法，其特征在于：步骤（4）中的H2O2与水的体积比为1:6。
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