CN105957919B - 一种黑硅电池的制造方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黑硅电池的制造方法和装置，其中，制造方法包括：包括：步骤1，对经过磷扩散的P型金刚线硅片的背面进行刻蚀，去除所述P型金刚线硅片上的PSG和边缘pn结；步骤2，采用O3部件对所述P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度的低于中心区域的O2流过的浓度；步骤3，对所述P型金刚线硅片的正面PECVD沉积两层减反射膜。所述黑硅电池的制造方法以及装置，通过在氧化过程中使得金刚线硅片的中心处沉积的氧化层的厚度高于四周的厚度，在后续的PECVD沉积两层减反射膜中，两层减反射膜的四周的厚度大于中心区域的厚度，这样使得金刚线硅片的表面的膜厚均匀，颜色均匀，改善了P型金刚线硅片的品质。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件制造领域，特别是涉及一种黑硅电池的PECVD镀膜方法和装置。
背景技术
PECVD设备会造成硅片四周颜色较浅(膜厚)，黑硅电池颜色较黑，因此黑硅电池PECVD后，四周与中心存在明显的色差，这种色差会导致黑背板组件的边缘出现色差。
金刚线切割具有切割速度快、精度高、材料损耗低等优点，因此相比于砂浆线切割硅锭或硅棒，其生产成本能够大幅降低，具有较大的应用前景。利用金刚片制成黑硅电池能够有效的降低生产成本，但是由于金刚片本身比较亮，其表面晶粒易凸显，加上PECVD过程中造成的四周颜色更浅，制成黑硅电池后容易造成黑硅组件的外观不良。
由于RIE和PECVD设备原因，RIE会造成硅片轻微蓝边、PECVD会造成硅片四周颜色较浅。同时，相比于常规硅片，P型金刚线硅片表面更亮，尤其是边缘晶粒明显更亮，这些都会造成P型金刚线硅片PECVD镀膜后四周颜色更浅，从而出现四周发黄(尤其边缘晶粒层压后有明显色差)现象，导致黑硅组件的外观不良。
发明内容
本发明的目的是提供一种黑硅电池的制造方法和装置，改善了P型金刚线硅片的四周颜色发白的现象，提高了P型金刚线硅片品质。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种黑硅电池的制造方法，包括：
步骤1，对经过磷扩散的P型金刚线硅片的背面进行刻蚀，去除所述P型金刚线硅片上的PSG和边缘pn结；
步骤2，采用O3部件对所述P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度的低于中心区域的O2流过的浓度；
步骤3，对所述P型金刚线硅片的正面PECVD沉积两层减反射膜。
其中，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度的低于中心区域的O2流过的浓度为所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度为所述P型金刚线硅片的中心区域的O2流过的浓度的40％。
其中，所述减反射膜为SiNx薄膜。
其中，所述对所述P型金刚线硅片进行氧化包括：
所述P型金刚线硅片的中心处沉积的氧化层的厚度为5nm，所述P型金刚线硅片的四周的氧化层的厚度为2nm。
其中，在所述步骤3之后，还包括：
步骤4，在所述P型金刚线硅片的正表面印刷银浆作为正电极、背表面印刷铝浆作为背电场以及印刷银铝浆作为背电极之后，进入烧结炉进行烧结。
其中，所述P型金刚线硅片的磷扩散，包括：
将具有黑硅绒面的P型金刚线硅片在管式扩散炉中进行磷扩散。
其中，所述黑硅绒面的P型金刚线硅片的制作工艺包括：
步骤11，对预先选定的P型金刚线硅片进行制绒和清洗处理，形成基本制绒面；
步骤12，对具有所述基本制绒面的P型金刚线硅片进行二次制绒，获得黑硅绒面。
除此之外，本发明实施例还提供了一种黑硅电池的制造装置，包括：
O3部件，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的四周的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度低于所述金刚线的中心区域的O2浓度。
其中，所述过滤网为使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度为所述金刚线的中心区域的O2浓度的40％的过滤网。
本发明实施例所提供的黑硅电池的制造装置及方法，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法，包括：
步骤1，对经过磷扩散的P型金刚线硅片的背面进行刻蚀，去除所述P型金刚线硅片上的PSG和边缘pn结；
步骤2，采用O3部件对所述P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度的低于中心区域的O2流过的浓度；
步骤3，对所述P型金刚线硅片的正面PECVD沉积两层减反射膜。
除此之外，本发明实施例还提供了一种黑硅电池的制造装置，包括：
O3部件，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的四周的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度低于所述金刚线的中心区域的O2浓度。
所述黑硅电池的制造方法以及装置，通过在对P型金刚线硅片的磷扩散与PECVD镀膜沉积减反射膜之间，对P型金刚线硅片进行氧化。由于对P型金刚线硅片进行氧化中，金刚线硅片的四周的O2浓度低于所述金刚线的中心区域的O2浓度，使得金刚线硅片的中心区域沉积的氧化层的厚度高于四周的氧化层的厚度，而在后续的对金刚线硅片的PECVD沉积减反射膜的过程中，金刚线硅片沉积的减反射膜的四周的厚度大于中心区域的厚度，这样就是的金刚线表面的中心区域与四周的膜层的总的厚度是平衡的，金刚线硅片的表面颜色更加均匀，改善了P型金刚线硅片的品质。
综上所述，本发明实施例所提供的黑硅电池的制造方法和装置，通过在对P型金刚线硅片的磷扩散与PECVD镀膜沉积减反射膜之间，对P型金刚线硅片进行氧化，改善了P型金刚线硅片的品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法的一种具体实施方式的步骤流程示意图；
图2为本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法的另一种具体实施方式的步骤流程示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，现有的PECVD设备会造成硅片四周颜色较浅(膜厚)，黑硅电池颜色较黑，因此黑硅电池PECVD后，四周与中型存在明显的色差，这种色差会导致黑背板组件的边缘出现色差。
基于此，本发明实施例所提供了一种黑硅电池的制造方法，包括：
步骤1，对经过磷扩散的P型金刚线硅片的背面进行刻蚀，去除所述P型金刚线硅片上的PSG和边缘pn结；
步骤2，采用O3部件对所述P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度的低于中心区域的O2流过的浓度；
步骤3，对所述P型金刚线硅片的正面PECVD沉积两层减反射膜。
除此之外，本发明实施例还提供了一种黑硅电池的制造装置，包括：
O3部件，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的四周的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度低于所述金刚线的中心区域的O2浓度。
综上所述，本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法和装置，通过在对P型金刚线硅片的磷扩散与PECVD镀膜沉积减反射膜之间，对P型金刚线硅片进行氧化。由于对P型金刚线硅片进行氧化中，金刚线硅片的四周的O2浓度低于所述金刚线的中心区域的O2浓度，使得金刚线硅片的中心区域沉积的氧化层的厚度高于四周的氧化层的厚度，而在后续的对金刚线硅片的PECVD沉积减反射膜的过程中，金刚线硅片沉积的减反射膜的四周的厚度大于中心区域的厚度，这样就使得金刚线表面的中心区域与四周的膜层的总的厚度是平衡的，金刚线硅片的表面颜色更加均匀，改善了P型金刚线硅片的品质。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参考图1-2，图1为本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法的一种具体实施方式的步骤流程示意图；图2为本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法的另一种具体实施方式的步骤流程示意图。
在一种具体实施方式中，所述黑硅电池的制造方法，包括：
步骤1，对经过磷扩散的P型金刚线硅片的背面进行刻蚀，去除所述P型金刚线硅片上的PSG和边缘pn结；
步骤2，采用O3部件对所述P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度的低于中心区域的O2流过的浓度；
步骤3，对所述P型金刚线硅片的正面PECVD沉积两层减反射膜。
所述黑硅电池的制造方法，通过在对P型金刚线硅片的磷扩散与PECVD镀膜沉积减反射膜之间，对P型金刚线硅片进行氧化。由于对P型金刚线硅片进行氧化中，金刚线硅片的四周的O2浓度低于所述金刚线的中心区域的O2浓度，使得金刚线硅片的中心区域沉积的氧化层的厚度高于四周的氧化层的厚度，而在后续的对金刚线硅片的PECVD沉积减反射膜的过程中，金刚线硅片沉积的减反射膜的四周的厚度大于中心区域的厚度，这样就使得金刚线表面的中心区域与四周的膜层的总的厚度是平衡的，金刚线硅片的表面颜色更加均匀，改善了P型金刚线硅片的品质。
具体的，所述对所述P型金刚线硅片进行氧化，包括：
在O3装置中的所述P型金刚线硅片流过的位置的四周加上一层过滤网，使得所述P型金刚线硅片O2流过的浓度的四周区域低于中心区域的。
一般所述P型金刚线硅片的中心处沉积的氧化层的厚度为5nm，所述P型金刚线硅片的四周的氧化层的厚度为2nm。这样既不会影响电池的抗PID性能，也会达到PECVD镀膜后外观均匀的要求。
一般具体的黑硅的制作过程如下：
先选取合适的P型金刚线硅片，先利用rena制绒机采用酸液进行制绒和清洗处理，形成基本制绒面，然后利用黑硅设备进行再次制绒，获得黑硅绒面；
制绒后的硅片采用三氯氧磷液态源，在管式扩散炉中进行磷扩散；
利用酸液对硅片背面进行刻蚀，去除硅片上的PSG和边缘pn结；
对刻蚀下料处的O3设备进行改造，在硅片流过的位置，四周加上一层过滤网，使得O2流过的浓度为中心区域的40％，这样就会达到以上效果使得每片硅片中心处沉积的O2厚度为5nm，四周的O2厚度达到2nm，这样既不会影响电池的抗PID性能，也会达到PECVD镀膜后外观均匀的要求。
一般采用PECVD设备对金刚线硅片沉积的减反射膜为SiNx薄膜。本发明对PECVD设备沉积的SiNx薄膜的具体厚度不做限定，只要能够补偿氧化过程中的金刚线硅片的中心区域和四周的厚度差即可，本发明对PECVD设备的减反射膜的具体沉积的参数不做具体限定。
通常在对所述P型金刚线硅片进行PECVD沉积之后，还包括正电极、背电极的制作。
具体的，在所述步骤3之后，还包括：
步骤4，在所述P型金刚线硅片的正表面印刷银浆作为正电极、背表面印刷铝浆作为背电场以及印刷银铝浆作为背电极之后，进入烧结炉进行烧结。
本发明中，对所述P型金刚线硅片的磷扩散，一般包括：
将具有黑硅绒面的P型金刚线硅片在管式扩散炉中进行磷扩散。
本发明中对金刚线硅片的表面制绒的过程如下：
所述黑硅绒面的P型金刚线硅片的制作工艺包括：
步骤11，对预先选定的P型金刚线硅片进行制绒和清洗处理，形成基本制绒面；
步骤12，对具有所述基本制绒面的P型金刚线硅片进行二次制绒，获得黑硅绒面。
在完成对金刚线硅片的PECVD沉积后以及电极制作后，已经基本完成快了黑硅电池的制作。需要在对黑硅电池进行性能测试之后，符合预定的标准，才能进入批量生产阶段。
除此之外，本发明实施例还提供了一种黑硅电池的制造装置，包括：
O3部件，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的四周的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度低于所述金刚线的中心区域的O2浓度。
需要说明的是，在所述黑硅电池的制造装置中，O3部件是对金刚线硅片进行氧化操作的，此过程是发生在对P型金刚线硅片磷扩散和进行PECVD沉积减反射膜之间。
为不影响黑硅电池的PID性能，使得在PECVD镀膜之后外观均美观，所述过滤网为使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度为所述金刚线的中心区域的O2浓度的40％的过滤网，一般使得每片硅片的中心处沉积的氧化层的厚度是5nm，四周的氧化层的厚度是2nm。
综上所述，本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法和装置，通过在对P型金刚线硅片的磷扩散与PECVD镀膜沉积减反射膜之间，对P型金刚线硅片进行氧化。由于对P型金刚线硅片进行氧化中，金刚线硅片的四周的O2浓度低于所述金刚线的中心区域的O2浓度，使得金刚线硅片的中心区域沉积的氧化层的厚度高于四周的氧化层的厚度，而在后续的对金刚线硅片的PECVD沉积减反射膜的过程中，金刚线硅片沉积的减反射膜的四周的厚度大于中心区域的厚度，这样就是的金刚线表面的中心区域与四周的膜层的总的厚度是平衡的，金刚线硅片的表面颜色更加均匀，改善了P型金刚线硅片的品质。
以上对本发明所提供的黑硅电池的制造方法和装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种黑硅电池的制造方法，其特征在于，包括：
步骤1，对经过磷扩散的P型金刚线硅片的背面进行刻蚀，去除所述P型金刚线硅片上的PSG和边缘pn结；
步骤2，采用O3部件对所述P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度的低于中心区域的O2流过的浓度；
步骤3，对所述P型金刚线硅片的正面PECVD沉积两层减反射膜。
2.如权利要求1所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度的低于中心区域的O2流过的浓度为所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度为所述P型金刚线硅片的中心区域的O2流过的浓度的40％。
3.如权利要求2所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，所述减反射膜为SiNx薄膜。
4.如权利要求3所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，所所述对所述P型金刚线硅片进行氧化包括：
所述P型金刚线硅片的中心处沉积的氧化层的厚度为5nm，所述P型金刚线硅片的四周的氧化层的厚度为2nm。
5.如权利要求4所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，在所述步骤3之后，还包括：
步骤4，在所述P型金刚线硅片的正表面印刷银浆作为正电极、背表面印刷铝浆作为背电场以及印刷银铝浆作为背电极之后，进入烧结炉进行烧结。
6.如权利要求1所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，所述P型金刚线硅片的磷扩散，包括：
将具有黑硅绒面的P型金刚线硅片在管式扩散炉中进行磷扩散。
7.如权利要求6所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，所述黑硅绒面的P型金刚线硅片的制作工艺包括：
步骤11，对预先选定的P型金刚线硅片进行制绒和清洗处理，形成基本制绒面；
步骤12，对具有所述基本制绒面的P型金刚线硅片进行二次制绒，获得黑硅绒面。
8.一种黑硅电池的制造装置，其特征在于，包括：
O3部件，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的四周的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度低于所述金刚线的中心区域的O2浓度。
9.如权利要求8所述的黑硅电池的制造装置，其特征在于，所述过滤网为使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度为所述金刚线的中心区域的O2浓度的40％的过滤网。
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