CN103456625B - 一种双重腐蚀去除磷浆膜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双重腐蚀去除磷浆膜的方法，解决了现有的磷浆掺杂法制备选择性发射极太阳电池过程中遇到的磷浆膜无法完全清除干净的问题。其特点是将带有磷浆膜的待处理硅片表面浸入含氟化物和氧化剂的腐蚀溶液中，利用溶解和剥离这两种腐蚀过程将磷浆膜去除干净，同时通过调整腐蚀液成分含量和腐蚀时间，可以将硅片表面因为腐蚀造成的方块电阻上升控制在一个可接受的范围。该方法兼容现有的工艺制程，有利于进一步改善磷浆掺杂选择性发射极太阳电池的外观和电性能。

Description

一种双重腐蚀去除磷浆膜的方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种双重腐蚀去除磷浆膜的方法。

背景技术

选择性发射极太阳能电池，即在电极接触部位进行重掺杂，而在电极之间的区域进行轻掺杂。这种电池结构能够有效地降低金属电极和硅的接触电阻，还能极大地提高受光区域的短波响应，对太阳电池的开路电压、短路电流以及填充因子都颇有益处，从而能显著地提高太阳电池的光电转换效率。

磷浆掺杂法制备选择性发射极太阳电池，一般是通过印刷方式将磷浆按照一定的图案印刷到待处理的硅片上,然后通过低温烘干和高温磷扩散等热处理方法在硅片表面形成选择性发射极。印刷了磷浆图案的硅片经过上述热处理后，图案区域存在残留的磷浆膜，该膜的主要成分为磷硅氧的化合物,膜中还可能存在微量的碳元素,这是由于磷浆中的有机成分在上述热处理过程中难以完全挥发或完全燃烧,有微量的有机物在热处理过程中被碳化而固定在膜中。传统的去磷硅化合物是通过使用氢氟酸溶液腐蚀溶解磷硅化合物来去除，而本专利涉及的磷浆膜是一种含微量碳元素的磷硅氧化合物，仅靠单一的氢氟酸溶液往往难以将其完全去除干净。磷浆膜未被去除干净的硅片制作成太阳能电池后，外观和电性能均会受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效去除硅片表面磷浆膜的方法，且磷浆膜去除前后,硅片表面方块电阻上升幅度可以控制在合理范围内。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：

一种双重腐蚀去除磷浆膜方法，包括以下步骤：将带有磷浆膜图案的硅片表面浸入含有氟化物和氧化剂的腐蚀性水溶液中，首先，磷浆膜中的大部分磷硅氧化合物和腐蚀液中的氟化物发生腐蚀溶解反应，原来致密的磷浆膜因此变成多孔膜，于是腐蚀液中的氧化剂和氟化物通过膜的孔洞到达膜下硅片表面，使硅片表层发生氧化溶解反应，从而使得剩余的磷浆膜从硅片表层顺利腐蚀剥离。同时通过调整腐蚀液成分浓度和腐蚀时间，使得腐蚀前后硅片的方块电阻值上升幅度控制在可接受的范围内。

进一步的，上述的双重腐蚀去除磷浆膜的方法，其中：所述的磷浆膜为一种含有微量碳元素的磷硅氧化合物膜。

更进一步的，上述的双重腐蚀去除磷浆膜的方法，其中：所述氟化物是指氢氟酸、氟化铵和氟化氢铵中的一种或几种之任意比组合，其在腐蚀溶液中的质量百分比为：1%~20%。

更进一步的，上述的双重腐蚀去除磷浆膜的方法，其中：所述氧化剂为臭氧、过氧化氢、高锰酸钾、硝酸、次氯酸钠、过氧化铬和铬酸钾中的一种或几种之任意比组合，其在腐蚀溶液中的质量百分比为：5ppm~10%。

更进一步的，上述的双重腐蚀去除磷浆膜的方法，其中：所述的腐蚀时间为30秒~500秒。

更进一步的，上述的双重腐蚀去除磷浆膜的方法，其中：所述的腐蚀实施前后，硅片表面有磷浆膜覆盖的区域方块电阻的上升幅度≤15Ω/□，其余区域方块电阻的上升幅度≤25Ω/□。

本发明的技术优点主要体现在：该双重腐蚀发生在同一溶液中，可以有效地去除磷浆膜，工艺简单，且与传统的去除磷硅玻璃工艺兼容，通过调整腐蚀溶液成分含量和腐蚀时间，可以有效地控制硅片方块电阻的上升幅度。

附图说明

图1为本发明实施例1中硅片在双重腐蚀前后的表面状态图（其中上图为双重腐蚀前，下图为双重腐蚀后）。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进行详细的说明。

具体实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：

将带有磷浆膜的硅片表面浸入混合腐蚀溶液中，该混合溶液中氢氟酸的质量百分比为20%，臭氧的质量浓度为10ppm，室温下浸泡30秒后将硅片取出，用去离子水进行清洗。参见附图1中硅片在双重腐蚀前后的表面状态图，可见磷浆膜被完全腐蚀剥离。硅片被腐蚀前：磷浆膜覆盖区域的方块电阻为30Ω/□，其余区域为80Ω/□;腐蚀后：原来磷浆膜覆盖过的区域方块电阻为36Ω/□，其余区域的方块电阻为89Ω/□。

实施例2：

将带有磷浆膜的硅片表面浸入混合腐蚀溶液中，该腐蚀溶液中的氟化物为氢氟酸和氟化铵的混合物，质量比为1:2，氟化物占腐蚀溶液的质量百分比为5%。氧化剂为过氧化氢，过氧化氢占腐蚀溶液的质量百分比为1%。室温下浸泡90秒后将硅片取出，用去离子水进行清洗。磷浆膜被完全腐蚀剥离，其效果图类似附图1。腐蚀前：磷浆膜覆盖区域的方块电阻为32Ω/□，其余区域为75Ω/□;腐蚀后：原来磷浆膜覆盖过的区域方块电阻为40Ω/□，其余区域的方块电阻为92Ω/□。

实施例3：

将带有磷浆膜的硅片表面浸入混合腐蚀溶液中，该腐蚀溶液中氢氟酸的质量百分比为6%，氧化剂为过氧化氢和次氯酸钠，质量比为1:500，氧化剂占腐蚀溶液的质量百分比为10%。室温下浸泡300秒后将硅片取出，用去离子水进行清洗。磷浆膜被完全腐蚀剥离，其效果图类似附图1。腐蚀前：磷浆膜覆盖区域的方块电阻为40Ω/□，其余区域为75Ω/□;腐蚀后：原来磷浆膜覆盖过的区域方块电阻为44Ω/□，其余区域的方块电阻为85Ω/□。

Claims (6)

1.一种双重腐蚀去除磷浆膜的方法，其特征在于包含如下步骤：

(1)配置含氟化物和氧化剂的双重腐蚀水溶液，并混合均匀；

(2)将附着磷浆膜的待处理硅片浸入步骤(1)中的双重腐蚀水溶液中，对磷浆膜进行腐蚀剥离。

2.如权利要求1所述的双重腐蚀去除磷浆膜的方法，其特征在于：所述的磷浆膜为一种含有微量碳元素的磷硅氧化合物膜。

3.如权利要求1所述的双重腐蚀去除磷浆膜的方法，其特征在于：所述氟化物是指氢氟酸、氟化铵和氟化氢铵中的一种或几种之任意比组合，其在腐蚀溶液中的质量百分比为：1%~20%。

4.如权利要求1所述的双重腐蚀去除磷浆膜的方法，其特征在于：所述氧化剂为臭氧、过氧化氢、高锰酸钾、硝酸、次氯酸钠、过氧化铬和铬酸钾中的一种或几种之任意比组合，其在腐蚀溶液中的质量百分比为：5ppm~10%。

5.如权利要求1所述的双重腐蚀去除磷浆膜的方法，其特征在于：所述的腐蚀剥离时间为30秒~500秒。

6.如权利要求1所述的双重腐蚀去除磷浆膜的方法，其特征在于：所述的腐蚀剥离实施前后，硅片表面有磷浆膜覆盖的区域方块电阻的上升幅度≤15Ω/□，其余区域方块电阻的上升幅度≤25Ω/□。