CN104143591A - 利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺 - Google Patents

利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN104143591A
CN104143591A CN201410399282.7A CN201410399282A CN104143591A CN 104143591 A CN104143591 A CN 104143591A CN 201410399282 A CN201410399282 A CN 201410399282A CN 104143591 A CN104143591 A CN 104143591A
Authority
CN
China
Prior art keywords
crystal
silicon battery
battery slice
hydroxide solution
back side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410399282.7A
Other languages
English (en)
Inventor
杜正兴
陈烈军
丁志强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Shangpin Solar Energy Science & Technology Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Shangpin Solar Energy Science & Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Shangpin Solar Energy Science & Technology Co Ltd filed Critical Wuxi Shangpin Solar Energy Science & Technology Co Ltd
Priority to CN201410399282.7A priority Critical patent/CN104143591A/zh
Publication of CN104143591A publication Critical patent/CN104143591A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B33/08Etching
    • C30B33/10Etching in solutions or melts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002Preparing wafers
    • H01L21/02005Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008Multistep processes
    • H01L21/0201Specific process step
    • H01L21/02016Backside treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002Preparing wafers
    • H01L21/02005Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008Multistep processes
    • H01L21/0201Specific process step
    • H01L21/02024Mirror polishing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明涉及一种利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺,其包括如下步骤:a、提供所需的晶硅电池片,所述晶硅电池片的正面具有阻挡保护层;b、将上述晶硅电池片的背面放置浸泡在四甲基氢氧化铵溶液中,以对晶硅电池片的背面进行所需的去结抛光,并通过阻挡保护层对晶硅电池片的正面进行保护;四甲基氢氧化铵溶液的浓度为2%~5%,温度为68℃~72℃,晶硅电池片浸泡在四甲基氢氧化铵溶液的时间为180s~250s;c、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。本发明工艺步骤简单,能大大降低太阳能电池的生产成本,提高制备太阳能电池片的开路电压,减少太阳能电池片的边缘缺陷,提高太阳能电池的转换效率,安全可靠。

Description

利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺
技术领域
本发明涉及一种背面抛光工艺,尤其是一种利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺,属于太阳能光伏的技术领域。
背景技术
化石能源(煤、石油、天然气)是当前全球能源消费结构的主体。随着人类的不断开采,化石能源的枯竭不可避免。此外,化石能源在使用过程中会产生大量的温室气体CO2,导致全球气候变暖、海平面上升等一系列严重的环境问题,大力开发清洁能源成为今后的人类发展趋势。从安全性、实用性以及使用资源方面考虑,只有太阳能是唯一能够保证人类能源需求的能量来源。因此,各国政府高度重视光伏产业的发展,出台了一系列鼓励和扶持政策。
随着各国的太阳能电池制造业持续投入,太阳能电池的品质和转化效率得到了大幅的提高,同时产品的生产成本也得到了有效的降低。常规工艺的晶硅电池中,传统的去结工艺采用的是国外进口的高精度湿法刻蚀设备,利用腐蚀液体的表面张力,使电池片仅背面及四周接触腐蚀液而正面理论上与腐蚀溶液不接触,俗称“水上漂”工艺,也叫湿法刻蚀工艺。
按照上述现有的工艺进行去结时,由于电池片四周也接触腐蚀液,故省去了等离子刻蚀步骤。但是,工艺对设备的精度要求较高,要求液面不能有大的抖动,否则会使液面漫过电池片的正面边缘的P-N结腐蚀掉,同时减少正面的受光面积,且易导致印刷后正负极接通导致漏电,从而影响电池片的转换效率,此外,还需要精确测量和补充、更换腐蚀液,对硝酸及氢氟酸产生的废水废气处理成本较高,整套的工艺设备基本靠高价进口,因而增加了太阳能电池片生产成本,不利于光伏行业的长期发展。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺,其工艺步骤简单,能大大降低太阳能电池的生产成本,提高制备太阳能电池片的开路电压,减少太阳能电池片的边缘缺陷,提高太阳能电池的转换效率,安全可靠。
按照本发明提供的技术方案,所述利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺,所述太阳能电池背面抛光工艺包括如下步骤:
a、提供所需的晶硅电池片,所述晶硅电池片的正面具有阻挡保护层;
b、将上述晶硅电池片的背面放置浸泡在四甲基氢氧化铵溶液中,以对晶硅电池片的背面进行所需的去结抛光,并通过阻挡保护层对晶硅电池片的正面进行保护;四甲基氢氧化铵溶液的浓度为2%~5%,温度为68℃~72℃,晶硅电池片浸泡在四甲基氢氧化铵溶液的时间为180s~250s;
c、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。
还包括步骤d、将清洗后的晶硅电池片放置浸泡在HF溶液中,以将晶硅电池片正面的阻挡保护层进行去除,HF溶液的浓度为2%~5%,晶硅电池片的浸泡时间为150s~250s;
e、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。
所述阻挡保护层为二氧化硅层。
所述步骤a中,包括如下步骤:
a1、晶硅电池片的正面具有阻挡保护层,晶硅电池片的背面具有二氧化硅层;
a2、利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层,HF溶液的浓度为10%~20%,晶硅电池片的背面浸泡在HF溶液中的时间为10~30s。
所述步骤c中,利用等离子水对晶硅电池清洗300s。
所述步骤e中,利用等离子水对晶硅电池片清洗300s。
利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层后,利用等离子水对晶硅电池片进行清洗,并将清洗后的晶硅电池片进行吹干。
本发明的优点;利用四甲基氢氧化铵溶液对晶硅电池片的背面进行去结抛光,通过阻挡保护层能对晶硅电池片的正面进行保护,利用四甲基氢氧化铵溶液对晶硅电池片的背面进行去结抛光时不引入金属离子,工艺操作方便,能降低对晶硅电池片背面抛光才成本,能大大降低太阳能电池的生产成本,提高制备太阳能电池片的开路电压,减少太阳能电池片的边缘缺陷,提高太阳能电池的转换效率,安全可靠。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
为了能大大降低太阳能电池的生产成本,提高制备太阳能电池片的开路电压,减少太阳能电池片的边缘缺陷,提高太阳能电池的转换效率,本发明对太阳能电池背面抛光工艺包括如下步骤:
a、提供所需的晶硅电池片,所述晶硅电池片的正面具有阻挡保护层;
一般地,将晶硅电池片放置时间较长(3个小时以上),便会在晶硅电池片的正面以及背面氧化一层二氧化硅层,即晶硅电池片正面的阻挡保护层为二氧化硅层。当晶硅电池片的背面具有二氧化硅层时,四甲基氢氧化铵溶液无法直接接触晶硅电池片的硅表面,因此在对晶硅电池片的背面抛光前,先要去除晶硅电池片的二氧化硅层。此外,在对晶硅电池片背面的进行抛光时,需要对晶硅电池片的正面进行保护,本发明实施例中,将对晶硅电池片背面的去结、抛光工艺安排在扩散制备方块电阻之后,以在晶硅电池片的正面得到二氧化硅纯膜,同时在晶硅电池片的背面得到薄的二氧化硅层。
对于晶硅电池片背面的二氧化硅层去除可以采用常规的工艺步骤。本发明实施例中,对晶硅电池片背面的二氧化硅去除包括如下步骤:
a1、晶硅电池片的正面具有阻挡保护层,晶硅电池片的背面具有二氧化硅层;
a2、利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层,HF溶液的浓度为10%~20%,晶硅电池片的背面浸泡在HF溶液中的时间为10~30s。
利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层后,利用等离子水对晶硅电池片进行清洗,并将清洗后的晶硅电池片进行吹干。
在具体实施时,利用水平清洗机对晶硅电池片的背面的二氧化硅层进行去除,使得晶硅电池片背面边缘的二氧化硅层被去掉,而晶硅电池片正面的二氧化硅层尽量少的损失,从而得到背面没有二氧化硅层,而在晶硅电池片的正面具有阻挡保护层。利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅后,利用等离子水进行清洗,然后利用氮气或压缩空气进行吹干,所述清洗以及吹干步骤为本技术领域常用的工艺步骤,此处不再赘述。
b、将上述晶硅电池片的背面放置浸泡在四甲基氢氧化铵溶液中,以对晶硅电池片的背面进行所需的去结抛光,并通过阻挡保护层对晶硅电池片的正面进行保护;四甲基氢氧化铵溶液的浓度为2%~5%,温度为68℃~72℃,晶硅电池片浸泡在四甲基氢氧化铵溶液的时间为180s~250s;
本发明实施例中,由于晶硅电池片的正面具有阻挡保护层,而晶硅电池片的背面没有二氧化硅层,因此晶硅电池片背面的硅能直接与四甲基氢氧化铵溶液接触。利用四甲基氢氧化铵对硅各向异性湿法腐蚀的有机碱,与硅反应方程式为:
2(CH3)4NOH+Si+H2O→[(CH3)4N]2SiO3+H2
四甲基氢氧化铵溶液与硅的反应本身不引人金属离子,不与二氧化硅反应,溶液无毒,是一种理想的硅湿法腐蚀液,将四甲基氢氧化铵作为腐蚀液引入工业化太阳能电池生产,减少太阳能电池片的边缘缺陷,提高太阳能电池的转换效率。
c、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。
本发明实施例中,利用四甲基氢氧化铵对晶硅电池片的背面抛光后,利用等离子水对晶硅电池清洗300s。利用等离子水对晶硅电池进行清洗为本发明常用的步骤。
还包括步骤d、将清洗后的晶硅电池片放置浸泡在HF溶液中,以将晶硅电池片正面的阻挡保护层进行去除,HF溶液的浓度为2%~5%,晶硅电池片的浸泡时间为150s~250s;
本发明实施例中,在晶硅电池片生产时,还需要将晶硅电池片正面的二氧化硅层去除,利用HF溶液对晶硅电池片进行去除。
e、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。利用等离子水对晶硅电池片清洗300s。
本发明利用四甲基氢氧化铵溶液对晶硅电池片的背面进行去结抛光,通过阻挡保护层能对晶硅电池片的正面进行保护,利用四甲基氢氧化铵溶液对晶硅电池片的背面进行去结抛光时不引入金属离子,工艺操作方便,能降低对晶硅电池片背面抛光才成本,能大大降低太阳能电池的生产成本,提高制备太阳能电池片的开路电压,减少太阳能电池片的边缘缺陷,提高太阳能电池的转换效率,安全可靠。

Claims (7)

1.一种利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺,其特征是,所述太阳能电池背面抛光工艺包括如下步骤:
(a)、提供所需的晶硅电池片,所述晶硅电池片的正面具有阻挡保护层;
(b)、将上述晶硅电池片的背面放置浸泡在四甲基氢氧化铵溶液中,以对晶硅电池片的背面进行所需的去结抛光,并通过阻挡保护层对晶硅电池片的正面进行保护;四甲基氢氧化铵溶液的浓度为2%~5%,温度为68℃~72℃,晶硅电池片浸泡在四甲基氢氧化铵溶液的时间为180s~250s;
(c)、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。
2.根据权利要求1所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺,其特征是,还包括步骤(d)、将清洗后的晶硅电池片放置浸泡在HF溶液中,以将晶硅电池片正面的阻挡保护层进行去除,HF溶液的浓度为2%~5%,晶硅电池片的浸泡时间为150s~250s;
(e)、利用等离子水对晶硅电池片进行清洗。
3.根据权利要求1或2所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺,其特征是,所述阻挡保护层为二氧化硅层。
4.根据权利要求1所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺,其特征是,所述步骤(a)中,包括如下步骤:
(a1)、晶硅电池片的正面具有阻挡保护层,晶硅电池片的背面具有二氧化硅层;
(a2)、利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层,HF溶液的浓度为10%~20%,晶硅电池片的背面浸泡在HF溶液中的时间为10~30s。
5.根据权利要求1所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺,其特征是,所述步骤(c)中,利用等离子水对晶硅电池清洗300s。
6.根据权利要求2所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺,其特征是,所述步骤(e)中,利用等离子水对晶硅电池片清洗300s。
7.根据权利要求4所述的利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺,其特征是,利用HF溶液去除晶硅电池片背面的二氧化硅层后,利用等离子水对晶硅电池片进行清洗,并将清洗后的晶硅电池片进行吹干。
CN201410399282.7A 2014-08-14 2014-08-14 利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺 Pending CN104143591A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410399282.7A CN104143591A (zh) 2014-08-14 2014-08-14 利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410399282.7A CN104143591A (zh) 2014-08-14 2014-08-14 利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104143591A true CN104143591A (zh) 2014-11-12

Family

ID=51852724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410399282.7A Pending CN104143591A (zh) 2014-08-14 2014-08-14 利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104143591A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105185730A (zh) * 2015-08-16 2015-12-23 大连海事大学 一种低温氧等离子体超净水清洗硅片系统
CN109904282A (zh) * 2019-03-05 2019-06-18 常州工程职业技术学院 一种perc电池背表面的抛光方法
CN110534408A (zh) * 2019-07-30 2019-12-03 苏州昊建自动化系统有限公司 一种晶硅电池片链式碱抛光生产线以及链式碱抛光方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103178159A (zh) * 2013-03-19 2013-06-26 江苏大学 一种晶体硅太阳能电池刻蚀方法
CN103199005A (zh) * 2013-03-11 2013-07-10 常州捷佳创精密机械有限公司 一种晶体硅片的清洗工艺方法
CN103779442A (zh) * 2014-01-08 2014-05-07 常州天合光能有限公司 太阳能电池硅片的抛光方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103199005A (zh) * 2013-03-11 2013-07-10 常州捷佳创精密机械有限公司 一种晶体硅片的清洗工艺方法
CN103178159A (zh) * 2013-03-19 2013-06-26 江苏大学 一种晶体硅太阳能电池刻蚀方法
CN103779442A (zh) * 2014-01-08 2014-05-07 常州天合光能有限公司 太阳能电池硅片的抛光方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105185730A (zh) * 2015-08-16 2015-12-23 大连海事大学 一种低温氧等离子体超净水清洗硅片系统
CN105185730B (zh) * 2015-08-16 2017-08-01 大连海事大学 一种低温氧等离子体超净水清洗硅片系统
CN109904282A (zh) * 2019-03-05 2019-06-18 常州工程职业技术学院 一种perc电池背表面的抛光方法
CN110534408A (zh) * 2019-07-30 2019-12-03 苏州昊建自动化系统有限公司 一种晶硅电池片链式碱抛光生产线以及链式碱抛光方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201129680A (en) Acidic etching solution and method for texturing the surface of single crystal and polycrystal silicon substrates
CN102181935B (zh) 一种制作单晶硅绒面的方法及腐蚀液
CN102185035B (zh) 一种二次制绒法制备晶体硅太阳能电池的工艺
CN103394484B (zh) 多晶硅太阳能电池硅片酸制绒后的清洗工艺
CN103614778A (zh) 用于单晶硅片的无醇碱性制绒液、制绒方法、太阳能电池片及其制作方法
CN102969392B (zh) 一种太阳能单晶硅电池的单面抛光工艺
CN104051564A (zh) 湿法刻蚀工艺、设备和太阳能电池及其制造方法
CN102703989A (zh) 类单晶太阳能电池制绒工艺
MY157203A (en) Aqueous acidic solution and etching solution and method for texturing the surface of single crystal and polycrystal silicon substrates
CN102737981A (zh) 一种实现硅片单面抛光的方法
CN103087850A (zh) 一种单晶硅片预清洗液及其清洗方法
CN102270702A (zh) 一种制绒白斑单晶硅片的返工工艺
CN104143591A (zh) 利用四甲基氢氧化铵溶液的太阳能电池背面抛光工艺
CN102623563B (zh) 一种双面受光型晶体硅太阳电池的制备方法
CN107068807A (zh) 一种基于背面碱抛工艺的perc电池制备方法
CN105932097A (zh) 一种硅片的氧化方法
CN101609862A (zh) 一种降低绒面单晶硅片表面反射率的方法
CN101976705B (zh) 晶体硅太阳能电池的单面酸制绒工艺
CN103184523A (zh) 一种单晶硅制绒剂及绒面单晶硅的制备方法
CN109545660A (zh) 太阳能电池所使用硅片的清洗方法
CN105529380A (zh) 一种背面抛光的单晶硅太阳能电池片制备方法
CN105696083B (zh) 一种太阳能电池绒面的制备方法
CN104051570A (zh) 一种太阳能电池的制作方法
CN103996742B (zh) 一种改善晶体硅太阳电池电性能的边缘刻蚀方法
CN108010990B (zh) 一种晶体硅太阳能电池片的制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20170301