CN104733565B - 一种应用于晶体硅湿法刻蚀可控边的刻蚀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于晶体硅湿法刻蚀可控边的刻蚀方法，包括：将硅片的四周印刷石蜡栅线，形成遮挡物；在刻蚀槽中配入氟化氢、硝酸以及浓硫酸，浓硫酸；刻蚀硅片的PN结；使用去离子水对刻蚀槽中携带的酸进行稀释；在碱洗槽中配入碱洗液对石蜡栅线进行清洗；再使用去离子水进行碱洗；在酸槽中配入的氟化氢，用于中和碱，去除硅片表面的二氧化硅层，使得硅片表面处于托干状态；通过两组上下热风刀吹出的干净气体来吹干硅片；烘干质检。在刻蚀槽前增加遮挡物来阻挡腐蚀液体越过硅片表面，精确的控制了刻蚀边宽，减小了湿法刻蚀时对排风的要求及设备对刻边的要求；在提高电压的情况下提高效率，有利于电池输出功率的提高，减少电池本身的损耗。

Description

一种应用于晶体硅湿法刻蚀可控边的刻蚀方法
技术领域
本发明涉及一种应用于晶体硅湿法刻蚀可控边的刻蚀方法，属于晶体硅太阳能电池应用领域。
背景技术
在太阳能电池的主要制造工艺中，刻蚀的技术主要是通过酸腐蚀处理，电池片经过液面时去除边缘及背面的PN结，从而阻止正负发射极互相导通导致电池片短路的情况，从而形成一个完整的电池结构。
然而在湿法刻蚀时液体对边缘刻蚀的时候对边缘的刻蚀宽度不容易控制，导致刻蚀边缘的宽度不确定，给电池的PN结的有效面积带来一定的影响，影响了电池片的开路电压，及旁路电阻的减小、并联减小等，从而对效率带来了一定的影响。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种应用于晶体硅湿法刻蚀可控边的刻蚀方法，其可以定向精准的控制刻蚀边宽。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应用于晶体硅湿法刻蚀可控边的刻蚀方法，包括以下步骤：
(1)在70℃-80℃的温度下，将硅片的四周印刷一圈石蜡栅线，且形成一圈封闭的遮挡物；
(2)在刻蚀槽中配入氟化氢35g/l、硝酸375g/l以及浓度为98％的硫酸；
(3)配好液后对刻蚀槽中的硅片进行刻蚀，刻蚀硅片周边的PN结和硅片背面PN结，刻蚀的厚度为0.6μm-1.4μm；
(4)使用去离子水对刻蚀槽中携带的酸进行稀释；
(5)在对步骤(4)进行水洗后，硅片进入碱洗槽，在碱洗槽中配入质量浓度为110g/l的氢氧化钠溶液和质量浓度为100g/l的消泡剂对硅片上的石蜡栅线进行清洗；
(6)碱洗之后，使用去离子水对步骤(5)中携带的碱进行清洗；
(7)在酸槽中配入质量浓度为175g/l的氟化氢，用于中和步骤(6)中携带的碱，去除硅片表面的二氧化硅层，使得硅片表面处于脱干状态；
(8)在步骤(7)之后对硅片进行烘干，通过两组上下热风刀吹出的干净气体来吹干硅片；
(9)烘干硅片后，对其进行质量检测，排查刻蚀不合格的硅片。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤(1)中，在硅片的边缘0.5mm处印刷一圈细小石蜡栅线作为遮挡物；所述石蜡栅线的线宽为30μm-1.5mm；线高为50μm-300μm。
作为本发明的进一步改进，在步骤(9)中硅片的检测方法为：
(a)查看硅片表面是否有蜡印，有则将其返回碱槽进行二次清洗；
(b)查看表面是否吹干；
(c)检测印刷的石蜡栅线的宽度和厚度，通过调节蜡印的印刷位置来改变石蜡栅线的宽度；
(d)用万用表量测量硅片周边0.5mm处的电压或者用绝缘电阻仪检测硅片周边0.5mm处的电阻来检测刻蚀边是否良好；
(e)如果电压大于等于120mv、电阻大于等于1kΩ，则刻蚀边的性能良好。
作为本发明的进一步改进，在步骤(5)中消泡剂为有机硅氧烷或者聚醚；所述的聚醚优选GPES型聚醚。
本发明的有益效果是：本专利采用在刻蚀槽前增加遮挡物来阻挡腐蚀液体越过硅片表面，精确的控制了刻蚀边宽，减小了湿法刻蚀时对排风的要求及设备对刻边的要求；增大了开路电压，减小了布局漏电。在提高电压的情况下提高效率，有利于电池输出功率的提高，减少电池本身的损耗。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的阐述。
一种应用于晶体硅湿法刻蚀可控边的刻蚀方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在70℃-80℃的温度下，将硅片的四周印刷一圈石蜡栅线，且形成一圈封闭的遮挡物；石蜡要选择达到电子级的石蜡，否则会污染硅片，石蜡熔点不能太低，不让在刻蚀槽刻蚀时容易蜡融现象,石蜡熔点在50-60度为宜；
(2)在刻蚀槽中配入氟化氢HF 35g/l、硝酸HNO3 375g/l以及浓度为98％的硫酸H2SO4；
(3)配好液后对刻蚀槽中的硅片进行刻蚀，刻蚀硅片周边的PN结和硅片背面PN结，刻蚀的厚度为0.6μm-1.4μm；作为优选，刻蚀的厚度为1μm；刻蚀时保证硅片周边的刻蚀液不会越过栅线，若刻蚀液会越过栅线，则可增加栅线的厚度来改变；
(4)使用去离子水对刻蚀槽中携带的酸进行稀释；
(5)在对步骤(4)进行水洗后，硅片进入碱洗槽，在碱洗槽中配入质量浓度为110g/l的氢氧化钠溶液和质量浓度为100g/l的消泡剂对硅片上的石蜡栅线进行清洗；
该步骤主要中和前面携带的酸和去除硅片上的蜡栅，若有蜡印残留则可增加消泡剂的浓度来改变，出现蜡印的硅片则可在碱槽中从新跑一遍即可，直到蜡印去除为止；
(6)碱洗之后，使用去离子水对步骤(5)中携带的碱进行清洗；
(7)在酸槽中配入质量浓度为175g/l的氟化氢，用于中和步骤(6)中携带的碱，去除硅片表面的二氧化硅SiO2层，使得硅片表面处于脱干状态；保证硅片经过此槽时片子表面脱干状态；若不脱干，则可适量添加HF来调节；
(8)在步骤(7)之后对硅片进行烘干，通过两组上下热风刀吹出的干净气体来吹干硅片；保证片子烘干，无水珠，药液残留等，达不到要求可调节风刀；
(9)烘干硅片后，对其进行质量检测，排查刻蚀不合格的硅片；
其中，在步骤(9)中硅片的检测方法为：
(a)查看硅片表面是否有蜡印，有则将其返回碱槽进行二次清洗；
(b)查看表面是否吹干；
(c)检测印刷的石蜡栅线的宽度和厚度，通过调节蜡印的印刷位置来改变石蜡栅线的宽度；
(d)用万用表量测量硅片周边0.5mm处的电压或者用绝缘电阻仪检测硅片周边0.5mm处的电阻来检测刻蚀边是否良好；
(e)如果电压大于等于120mv、电阻大于等于1kΩ，则刻蚀边的性能良好。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤(1)中，在硅片的边缘0.5mm处印刷一圈细小石蜡栅线作为遮挡物；所述石蜡栅线的线宽为30μm-1.5mm；线高为50μm-300μm。
作为本发明的进一步改进，在步骤(5)中消泡剂为有机硅氧烷或者聚醚；所述的聚醚优选GPES型聚醚。
下面通过硅片各方面的性能比较来说明本专利的刻蚀方法与现有刻蚀方法的区别以及本专利的创造性，具体如表一和表二所示：
表1为采用本发明工艺生产的太阳能电池的各电性能统计
表2为采用正常工艺生产的太阳能电池的各电性能统计
从上述两个表中的数据可以很明显地看出：采用本发明工艺后生产的太阳能电池的开路电压提高1.5mv，电流填充都有所提高，漏电降低0.04，最终的转换效率提高有0.1％。提高电压，降低漏电是个很有效的提高效率的思想。目前多晶硅的行业水平在17.8％左右，最高在18％的水平。多晶硅电池目前的转换率已经接近实验室水平。所以多晶硅继续做到理想的18.5％已经是极其困难，特别现有的实际产业中想要提高效率极其困难。太阳电池是个高电流，低电压的工作环境。本发明在提高电压的情况下提高效率，有利于电池输出功率的提高，减少电池本身的损耗。在现有的技术领域中提高电压与提高电流相比，其比较难。

Claims (4)

1.一种应用于晶体硅湿法刻蚀可控边的刻蚀方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在70℃-80℃的温度下，将硅片的四周印刷一圈石蜡栅线，且形成一圈封闭的遮挡物；
(2)在刻蚀槽中配入氟化氢35g/l、硝酸375g/l以及浓度为98％的硫酸；
(3)配好液后对刻蚀槽中的硅片进行刻蚀，刻蚀硅片周边的PN结和硅片背面PN结，刻蚀的厚度为0.6μm-1.4μm；
(4)使用去离子水对刻蚀槽中携带的酸进行稀释；
(5)在对步骤(4)进行水洗后，硅片进入碱洗槽，在碱洗槽中配入质量浓度为110g/l的氢氧化钠溶液和质量浓度为100g/l的消泡剂对硅片上的石蜡栅线进行清洗；
(6)碱洗之后，使用去离子水对步骤(5)中携带的碱进行清洗；
(7)在酸槽中配入质量浓度为175g/l的氟化氢，用于中和步骤(6)中携带的碱，去除硅片表面的二氧化硅层，使得硅片表面处于托干状态；
(8)在步骤(7)之后对硅片进行烘干，通过两组上下热风刀吹出的干净气体来吹干硅片；
(9)烘干硅片后，对其进行质量检测，排查刻蚀不合格的硅片；
其中，在步骤(9)中硅片的检测方法为：
(a)查看硅片表面是否有蜡印，有则将其返回碱槽进行二次清洗；
(b)查看表面是否吹干；
(c)检测印刷的石蜡栅线的宽度和厚度，通过调节蜡印的印刷位置来改变石蜡栅线的宽度；
(d)用万用表量测量硅片周边0.5mm处的电压或者用绝缘电阻仪检测硅片周边0.5mm处的电阻来检测刻蚀边是否良好；
(e)如果电压大于等于120mv、电阻大于等于1kΩ，则刻蚀边的性能良好。
2.根据权利要求1所述的应用于晶体硅湿法刻蚀可控边的刻蚀方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，在硅片的边缘0.5mm处印刷一圈细小石蜡栅线作为遮挡物；所述石蜡栅线的线宽为30μm-1.5mm；线高为50μm-300μm。
3.根据权利要求2所述的应用于晶体硅湿法刻蚀可控边的刻蚀方法，其特征在于：在步骤(5)中消泡剂为有机硅氧烷或者聚醚。
4.根据权利要求3所述的应用于晶体硅湿法刻蚀可控边的刻蚀方法，其特征在于：所述的聚醚为GPES型聚醚。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107492488A (zh) * 2017-08-14 2017-12-19 通威太阳能（安徽）有限公司 一种减少扩散面刻蚀线的工艺

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109713082A (zh) * 2018-12-29 2019-05-03 浙江晶科能源有限公司 一种太阳电池中多晶硅膜层的钝化方法
CN115323781B (zh) * 2022-06-23 2023-12-29 广州大学 一种单根纱线温度传感器的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2372779A2 (en) * 2010-04-01 2011-10-05 SolarWorld Industries America, Inc. Alkaline etching liquid for texturing a silicon wafer surface
CN102820379A (zh) * 2012-08-28 2012-12-12 天威新能源控股有限公司 一种采用石蜡外边框掩膜法制备太阳电池的方法
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
CN103606518A (zh) * 2013-11-15 2014-02-26 英利集团有限公司 湿法刻蚀方法及湿法刻蚀装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2372779A2 (en) * 2010-04-01 2011-10-05 SolarWorld Industries America, Inc. Alkaline etching liquid for texturing a silicon wafer surface
CN102820379A (zh) * 2012-08-28 2012-12-12 天威新能源控股有限公司 一种采用石蜡外边框掩膜法制备太阳电池的方法
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
CN103606518A (zh) * 2013-11-15 2014-02-26 英利集团有限公司 湿法刻蚀方法及湿法刻蚀装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107492488A (zh) * 2017-08-14 2017-12-19 通威太阳能（安徽）有限公司 一种减少扩散面刻蚀线的工艺

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