CN105047757A - 太阳能电池背抛光的方法 - Google Patents
太阳能电池背抛光的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105047757A CN105047757A CN201510391453.6A CN201510391453A CN105047757A CN 105047757 A CN105047757 A CN 105047757A CN 201510391453 A CN201510391453 A CN 201510391453A CN 105047757 A CN105047757 A CN 105047757A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon chip
- silicon
- carried out
- polishing
- alkali
- 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
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 43
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 claims description 5
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Substances [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 3
- 230000009711 regulatory function Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02366—Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了太阳能电池背抛光的方法，涉及对单晶或具有一定结构的均匀多晶材料之后处理领域，包括以下步骤：A.将硅片进行PECVD处理，在硅片上镀一层氮化硅；B、将处理后的硅片放入碱洗槽进行碱抛光；C、将处理后的硅片放入酸洗槽进行酸洗，中和碱液并对金属离子进行去除；D、将酸洗后的硅片放入水洗槽进行超声水洗，进一步清洁硅片表面。本方法可对太阳能电池背抛光的效果进一步完善，避免了产生接触不良的现象的产生。
Description
技术领域
本发明涉及对单晶或具有一定结构的均匀多晶材料之后处理领域，具体涉及太阳能电池背抛光的方法。
背景技术
常规晶体硅太阳能电池生产中，经过制绒、扩散、刻蚀、PECVD、丝网印刷、烧结等工序，最终制成太阳能电池片。太阳能电池的背面印刷有铝背场与背电极，其中铝背场的作用有两点：1）与硅共熔结晶形成重掺杂的P+层，降低硅体内的费米能级，提高电压；2）由于硅片厚度较薄，对入射到硅片内部的长波长的光无法完全吸收，铝层将未吸收的光再次反射至硅片内部，增加了光的利用率，提高了电流。如果在铝背场印刷前对硅片背面进行抛光处理，就可以形成片平坦的背表面，有利于形成更均匀的背场和提高光反射率，从而减少背表面的复合和增加光谱响应，提高太阳能电池的转换效率。
常规晶硅太阳能电池由于陷光的需要，在表面采用化学方法织构绒面，通过正面的绒面对光的二次反射甚至多次反射来降低反射率。但绒面的存在同时也产生了负面影响，背面绒面深凹的位置与金属产生接触不良的现象。因此大家考虑对硅片背面进行抛光，使硅片背面更加光滑甚至达到镜面效果，背抛光硅后硅片的背面平整，一方面可以增加铝层对未吸收光的反射率，另一方面可以使铝浆与硅片表面接触更加充分，从而提高钝化效果。
目前在硅太阳能电池中，通过湿法刻蚀工序实现背抛光是一个很好的选择。以kuttler刻蚀设备为例，采用链式湿法刻蚀的主要流程及目的为：（1）硅片经过HF去除正面和背面的磷硅玻璃，使硅片达到疏水的效果。（2）硅片漂浮在HF/HNO3水溶液上，实现边缘和背面的PN结的去除，同时达到一定的背抛光的效果；（3）KOH或NaOH溶液去除硅片表面的多孔硅，并中和硅片上的酸液；（4）HF去除硅片的氧化层。尽管目前的这种湿法刻蚀能起到一定的背抛光作用，但其抛光的效果仍有改善空间，仍会产生接触不良的现象且生产效率低下。
发明内容
本发明的目的在提供一种使太阳能电池背抛光效果进一步完善，避免产生接触不良的太阳能电池背盘抛光方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：太阳能电池背抛光的方法，包括以下步骤：
A、将硅片进行PECVD处理，在硅片上镀一层氮化硅；
B、将处理后的硅片放入碱洗槽进行碱抛光；
C、将处理后的硅片放入酸洗槽进行酸洗，中和碱液并对金属离子进行去除；
D、将酸洗后的硅片放入水洗槽进行超声水洗，进一步清洁硅片表面。
PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。本发明先将太阳能电池硅片进行PECVD处理，在硅片上正面镀上一层氮化硅保护膜。在上述步骤之后对太阳能电池进行碱洗，碱具有对Si和SiO2表面有腐蚀作用而对氮化硅表面无腐蚀作用的特性，在PECVD之后增加碱洗工艺，对硅片背面进行抛光，提高硅片背面的光滑度与洁净度，然后再进行酸洗，中和碱液并对金属离子进行去除。最后进行水洗，进一步清洁硅片表面。且本发明采用超声水洗，可以使硅片表面更加均匀，提高反射率，进而完善抛光效果。本发明使太阳能电池背抛光效果进一步完善，避免产生接触不良，提高了光子利用效率。
进一步地，所述槽体的尺寸长宽均在0.5~1.5m之间，碱液浓度为0.2~50%，酸液浓度0.2~10%；各槽的温度在20~90℃之间，经过各槽时间为30~1200s，能够让抛光效果更好。
进一步地，所用碱为NaOH或KOH一种或混合碱溶液，NaOH和KOH是常见的碱溶液，容易获得，且成本低。
进一步地，所用酸为HCl、HNO3、混合酸或单一一种酸，HCl和HNO3容易获得，且本方案未采用HF，因HF具有极强的腐蚀性，能强烈地腐蚀金属、玻璃和含硅的物体，采用HF会导致本抛光失败。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
实施例1
本方案提供太阳能电池背抛光的方法，包括以下步骤：
A、将硅片进行PECVD处理，在硅片上镀一层氮化硅；
B、将处理后的硅片放入可以控制温度、流量、时间以及清洗调节功能和包括超声、溢流、自动上下料、自动补液和报警功能的浓度为30%的NaOH的碱洗槽进行碱抛光；反应温度为75℃，反应时间为200s,槽体尺寸0.6*1.0m；
C、将处理后的硅片放入可以控制温度、流量、时间以及清洗调节功能和包括超声、溢流、自动上下料、自动补液和报警功能的浓度为1%的HCl溶液的酸洗槽进行酸洗，中和碱液并对金属离子进行去除；反应温度为20℃，反应时间为200s，槽体尺寸0.6*1.0m酸洗槽进行酸洗，中和碱液并对金属离子进行去除；
D、将酸洗后的硅片放入可以控制温度、流量、时间以及清洗调节功能和包括超声、溢流、自动上下料、自动补液和报警功能的DI水水洗槽进行超声水洗，采用溢流清洗方式，清洗时间为200s，槽体尺寸0.6*1.0m，进一步清洁硅片表面。
实施例2
本方案与实施例1的不同之处在于：NaOH浓度为15%。HCl浓度为0.2%；反应时间为800s，反应温度为80℃。
实施例3
本方案与实施例1的不同之处在于：NaOH浓度为40%。HCl浓度为5%；反应时间为100s，反应温度为70℃。
实施例4
本方案与实施例1的不同之处在于：NaOH浓度为0.2%。HCl浓度为0.2%；反应时间为30s，反应温度为20℃。
实施例5
本方案与实施例1的不同之处在于：NaOH浓度为50%。HCl浓度为10%；反应时间为1200s，反应温度为90℃。
下表为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和传统钝化方法抛光的电池的对比：
| 稳定性 | 产量 | 效率 | 抛光效果 | |
| 实施例1 | 好 | 高 | 高 | 良好 |
| 实施例2 | 好 | 低 | 较高 | 一般 |
| 实施例3 | 差 | 高 | 较高 | 良好 |
| 实施例4 | 差 | 高 | 较低 | 一般 |
| 实施例5 | 好 | 低 | 较高 | 良好 |
| 传统方法 | 较差 | 高 | 低 | 一般 |
如上表所示：本方案与传统方法相比，先进行PECVD处理，然后进行碱洗。碱具有对Si和SiO2表面有腐蚀作用而对氮化硅表面无腐蚀作用的特性，在PECVD之后增加碱洗工艺，对硅片背面进行抛光，提高硅片背面的光滑度与洁净度，然后再进行酸洗，中和碱液并对金属离子进行去除。最后进行水洗，进一步清洁硅片表面。本发明使太阳能电池背抛光效果进一步完善，提高了背面反射率与平整度，提高了光子利用效率，避免了接触不良的现象。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (4)
1.太阳能电池背抛光的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.将硅片进行PECVD处理，在硅片上镀一层氮化硅；
B、将处理后的硅片放入碱洗槽进行碱抛光；
C、将处理后的硅片放入酸洗槽进行酸洗，中和碱液并对金属离子进行去除；
D、将酸洗后的硅片放入水洗槽进行超声水洗，进一步清洁硅片表面。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池背抛光的方法，其特征在于，所述槽体的尺寸长宽均在0.5~1.5m之间，碱液浓度为0.2~50%，酸液浓度0.2~10%；各槽的温度在20~90℃之间，经过各槽时间为30~1200s。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池背抛光的方法，其特征在于，所用碱为NaOH或KOH的一种或两者的混合碱溶液。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池背抛光的方法，其特征在于，所用酸为HCl、HNO3的一种或混合酸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510391453.6A CN105047757A (zh) | 2015-07-07 | 2015-07-07 | 太阳能电池背抛光的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510391453.6A CN105047757A (zh) | 2015-07-07 | 2015-07-07 | 太阳能电池背抛光的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105047757A true CN105047757A (zh) | 2015-11-11 |
Family
ID=54454143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510391453.6A Pending CN105047757A (zh) | 2015-07-07 | 2015-07-07 | 太阳能电池背抛光的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105047757A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106711287A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-24 | 重庆博钻太阳能灯具有限公司 | 太阳能电池板抛光装置 |
| CN107180894A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-09-19 | 常州亿晶光电科技有限公司 | 改善perc高效电池片外观的洗磷工艺 |
-
2015
- 2015-07-07 CN CN201510391453.6A patent/CN105047757A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106711287A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-24 | 重庆博钻太阳能灯具有限公司 | 太阳能电池板抛光装置 |
| CN106711287B (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-03 | 重庆博钻太阳能灯具有限公司 | 太阳能电池板抛光装置 |
| CN107180894A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-09-19 | 常州亿晶光电科技有限公司 | 改善perc高效电池片外观的洗磷工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109004062B (zh) | 利用臭氧实现碱性体系对硅片刻蚀抛光的方法及设备 | |
| CN104037257B (zh) | 太阳能电池及其制造方法、单面抛光设备 | |
| CN109360870B (zh) | 一种低成本太阳能电池背面抛光工艺 | |
| CN102751377A (zh) | 一种用于高效晶硅太阳电池制作的表面湿法处理工艺 | |
| CN105576080A (zh) | 一种金刚线切割多晶硅片的单面制绒方法及单面制绒的金刚线切割多晶硅片 | |
| CN102703989A (zh) | 类单晶太阳能电池制绒工艺 | |
| CN104347756A (zh) | 太阳电池用单晶硅片单面抛光方法 | |
| CN105118898A (zh) | 一种硅片表面钝化方法及基于其的n型双面电池的制作方法 | |
| WO2016054917A1 (zh) | N型双面电池的湿法刻蚀方法 | |
| CN102270702A (zh) | 一种制绒白斑单晶硅片的返工工艺 | |
| CN107658367A (zh) | 一种异质结电池的湿化学处理方法 | |
| CN103464415A (zh) | 太阳能单晶硅片清洗液及清洗方法 | |
| CN103178159A (zh) | 一种晶体硅太阳能电池刻蚀方法 | |
| CN102737981A (zh) | 一种实现硅片单面抛光的方法 | |
| CN107523881A (zh) | 一种制备单晶硅绒面的预处理方法 | |
| CN106340446B (zh) | 一种湿法去除金刚石线切割多晶硅片表面线痕的方法 | |
| CN109037112B (zh) | 一种晶硅太阳能se电池刻蚀使用无机碱的方法 | |
| CN104966760A (zh) | 一种太阳能电池生产工艺 | |
| CN103981575B (zh) | 一种单晶硅片的退火制绒方法 | |
| CN104966762A (zh) | 晶体硅太阳能电池绒面结构的制备方法 | |
| CN115020537A (zh) | 一种p型ibc电池及其制备方法 | |
| CN114192489B (zh) | Lpcvd石英舟的清洗方法 | |
| CN109174779B (zh) | 一种perc工艺ald铝材花篮的清洗方法 | |
| CN105161553A (zh) | 一种新型全背电极晶体硅太阳电池的制备方法 | |
| CN105047757A (zh) | 太阳能电池背抛光的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151111 |