CN106057967A - 一种rie黑硅电池返工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种RIE黑硅电池返工片的返工方法，包括：S1：用HF溶液去除RIE黑硅电池返工片表面的氮化硅膜层，形成RIE黑硅片；S2：利用HNO3、HF和去离子水的混合溶液去除所述RIE黑硅片的表面硅，使其表面形成平整绒面层；S3：对所述RIE黑硅片的表面进行重新制绒，使其表面形成具有绒面结构的绒面层；S4：对所述RIE黑硅片进行扩散、镀减反射膜以及制备电极，获得RIE黑硅电池。能够有效去除RIE黑硅电池返工片的边缘反应不均匀的特征，保证光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，更具体地说，涉及一种RIE黑硅电池返工方法。
背景技术
硅片衬底在反应离子刻蚀(RIE)工序处理后，会出现边缘反应不均匀的现象，边缘呈现明显的白色，其深度通常为1～3μm，在后续的扩散、镀膜等工序，边缘反应不均匀的特征将一直保留，这类硅片称RIE黑硅电池返工片。如果不将此类硅片隔离，不仅影响黑硅电池整体的美观程度，还会导致黑硅电池出现色差，电池降级。因此，需要将此类硅片隔离，进行返工处理，以使硅片能再利用。
现有技术中，利用常规返工片处理方法对RIE黑硅电池返工片进行处理时，会出现两种缺陷：一是当去除返工片的表面硅的程度不足时，由于RIE造成的边缘反应不均匀的特征仍然存在；二是当去除返工片的表面硅的程度过量时，很容易造成硅片表面花片，因此，当出现上述缺陷时，返工片只能进行外观降级处理，并不能被重新利用。
因此，如何去除RIE黑硅电池返工片的边缘反应不均匀的特征，保证光电转换效率，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种RIE黑硅电池返工方法，去除RIE黑硅电池返工片的边缘反应不均匀的特征，保证光电转换效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种RIE黑硅电池返工片的返工方法，包括：
S1：用HF溶液去除RIE黑硅电池返工片表面的氮化硅膜层，形成RIE黑硅片；
S2：利用HNO3、HF和去离子水的混合溶液去除所述RIE黑硅片的表面硅，使其表面形成平整绒面层；
S3：对所述RIE黑硅片的表面进行重新制绒，使其表面形成具有绒面结构的绒面层；
S4：对所述RIE黑硅片进行扩散、沉积减反射膜以及制备电极，获得RIE黑硅电池。
优选的，在上述RIE黑硅电池返工片的返工方法中，步骤S2中，反应条件为：HNO3、HF和去离子水的混合溶液的体积比范围为1～3：0.5～2：1，反应温度范围为5～15℃，反应时间范围为2～20min。
优选的，在上述RIE黑硅电池返工片的返工方法中，步骤S1中，反应条件为：HF溶液的浓度范围为0wt％～40wt％，反应温度为25℃～30℃，浸泡时间范围为1000～1800s。
优选的，在上述RIE黑硅电池返工片的返工方法中，步骤S3中，对所述RIE黑硅片的表面进行重新制绒具体为：
对所述RIE黑硅片的表面进行反应离子刻蚀，并去除损伤层，使得所述RIE黑硅片的表面形成具有腐蚀坑绒面结构的凹坑绒面层。
优选的，在上述RIE黑硅电池返工片的返工方法中，对所述RIE黑硅片的表面进行反应离子刻蚀的反应条件为：
利用氯气、氧气和六氟化硫混合气体在高频电源的激发下生成的等离子体气体对所述N型硅片衬底的上下表面进行反应离子刻蚀；
所述氯气的流量范围为200-1000sccm，氧气的流量为500-2000sccm，六氟化硫的流量范围为200-1000sccm，压力为10-15pa，高频电源的功率范围为15-30kw，刻蚀时间范围为10-500s。
优选的，在上述RIE黑硅电池返工片的返工方法中，步骤S4具体为：
S41：在炉管中对所述RIE黑硅电池的一面进行磷扩散形成N+层，作为所述RIE黑硅电池的正面，另一面作为所述RIE黑硅电池的背面；
S42：去除边结、磷硅玻璃；
S43：在所述RIE黑硅电池的正面沉积减反射膜SiNx薄膜；
S44：分别在所述RIE黑硅电池的正面和所述RIE黑硅电池的背面制作电极，获得所述RIE黑硅电池。
从上述技术方案可以看出，在应用本发明所提供的RIE黑硅电池返工片的返工方法时，利用HNO3、HF和去离子水的混合溶液去除所述RIE黑硅片的表面硅，能够对RIE黑硅片的表面腐蚀的深度控制在一定范围之内，去掉表面硅之后的RIE黑硅片表面，其表面的中央区域与边缘反映不均匀的区域深度相同，实现了去除边缘反应不均匀的区域的效果，同时不会造成硅片表面花片。
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种RIE黑硅电池返工片的返工方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种RIE黑硅电池返工片的返工方法示意图。
在一种具体的实施方式中，提供了一种RIE黑硅电池返工片的返工方法，包括以下步骤：
步骤S1：用HF溶液去除RIE黑硅电池返工片表面的氮化硅膜层，形成RIE黑硅片。
本步骤的目的是去除RIE黑硅电池返工片表面的氮化硅膜层，将RIE黑硅电池的硅表面裸露出来，便于进行后续步骤，具体的反应情况可参考现有技术，在此不再赘述。
步骤S2：利用HNO3、HF和去离子水的混合溶液去除所述RIE黑硅片的表面硅，使其表面形成平整绒面层。
由于现有技术中并没有针对RIE黑硅片返工片进行返工处理的方法，在本实施例中，利用HNO3、HF和去离子水的混合溶液去除所述RIE黑硅片的表面硅，避免了对硅的过多腐蚀，以及腐蚀不完全，RIE黑硅片的表面形成平整的绒面层，边缘反应不均匀的区域消失，同时不会造成硅片表面花片。
步骤S3：对所述RIE黑硅片的表面进行重新制绒，使其表面形成具有绒面结构的绒面层。
对具有平整绒面层的RIE黑硅片的表面进行重新制绒，制绒方法使用反应离子制绒方法得到绒面层，绒面层的表面具有腐蚀坑状的绒面结构。
步骤S4：对所述RIE黑硅片进行扩散、沉积减反射膜以及制备电极，获得RIE黑硅电池。
对RIE黑硅片进行电池的制备，具体过程请参考现有技术。
在应用本发明所提供的RIE黑硅电池返工片的返工方法时，利用HNO3、HF和去离子水的混合溶液去除所述RIE黑硅片的表面硅，能够对RIE黑硅片的表面腐蚀的深度控制在一定范围之内，去掉表面硅之后的RIE黑硅片表面，其表面的中央区域与边缘反映不均匀的区域深度相同，实现了去除边缘反应不均匀的区域的效果，同时不会造成硅片表面花片。
优选的，在上述RIE黑硅电池返工片的返工方法中，步骤S2中，反应条件为：HNO3、HF和去离子水的混合溶液的体积比范围为1～3：0.5～2：1，反应温度范围为5～15℃，反应时间范围为2～20min。
需要指出的是，反应条件中HNO3、HF和去离子水的混合溶液的体积比、反应温度以及反应时间不限于上述范围，根据不同的RIE黑硅片以及周围环境温度等因素来确定反应条件，均在保护范围之内。
优选的，反应条件为：HF溶液的浓度范围为0wt％～40wt％，反应温度为25℃～30℃，浸泡时间范围为1000～1800s。
需要指出的是，反应条件中HF溶液的浓度范围、反应温度以及浸泡时间不限于上述范围，根据不同的RIE黑硅片以及周围环境温度等因素来确定反应条件，均在保护范围之内。
在上述实施方式的基础上，步骤S3中，对所述RIE黑硅片的表面进行重新制绒具体为：
对所述RIE黑硅片的表面进行反应离子刻蚀，并去除损伤层，使得所述RIE黑硅片的表面形成具有腐蚀坑绒面结构的凹坑绒面层。
本步骤的目的是在RIE黑硅片上进行制绒处理，提高RIE黑硅片电池的陷光性以及对于太阳光的利用率，重新制绒后的RIE黑硅片表面的反射率6％～10％，另外，通常利用NaOH溶液去除损伤层，降低电池表面复合速率。
进一步的，在上述RIE黑硅电池返工片的返工方法中，对所述RIE黑硅片的表面进行反应离子刻蚀的反应条件为：
利用氯气、氧气和六氟化硫混合气体在高频电源的激发下生成的等离子体气体对所述N型硅片衬底的上下表面进行反应离子刻蚀；
所述氯气的流量范围为200-1000sccm，氧气的流量为500-2000sccm，六氟化硫的流量范围为200-1000sccm，压力为10-15pa，高频电源的功率范围为15-30kw，刻蚀时间范围为10-500s。
在上述实施方式的基础上，在上述RIE黑硅电池返工片的返工方法中，步骤S4具体为：
S41：在炉管中对所述RIE黑硅电池的一面进行磷扩散形成N+层，作为所述RIE黑硅电池的正面，另一面作为所述RIE黑硅电池的背面；具体的，进行磷扩散采用液态三氯氧磷作为磷源，进行磷扩散的条件为：扩散温度范围为800-900℃，扩散时间范围为30min-2h，扩散方阻范围为60-160Ω。
S42：去除边结、磷硅玻璃；具体的，利用干法刻蚀去除边结，磷硅玻璃是在进行磷扩散过程中形成的副产物，可采用HF溶液清洗去除磷硅玻璃。
S43：在所述RIE黑硅电池的正面沉积减反射膜SiNx薄膜。SiNX薄膜起到保护及调整光学参数，降低反射率的作用。具体的，使用管式PECVD镀SiNX减反射膜，厚度范围75～90nm，折射率范围2.01～2.1，表面反射率范围在1％～2％。
S44：分别在所述RIE黑硅电池的正面和所述RIE黑硅电池的背面制作电极，获得所述RIE黑硅电池。具体的，利用丝网印刷的方式在所述SiNX薄膜表面制备栅线状的栅线电极，并烧结。栅线电极为若干条，栅线电极分布于所述SiNX减反射膜上，包括主栅线和副栅线。主栅线的数量范围为2-15根，宽度范围为0.5-2mm，副栅线的数量范围为70-120根，其宽度范围为30-50μm。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种RIE黑硅电池返工片的返工方法，其特征在于，包括：
S1：用HF溶液去除RIE黑硅电池返工片表面的氮化硅膜层，形成RIE黑硅片；
S2：利用HNO3、HF和去离子水的混合溶液去除所述RIE黑硅片的表面硅，使其表面形成平整绒面层；
S3：对所述RIE黑硅片的表面进行重新制绒，使其表面形成具有绒面结构的绒面层；
S4：对所述RIE黑硅片进行扩散、沉积减反射膜以及制备电极，获得RIE黑硅电池。
2.如权利要求1所述的RIE黑硅电池返工片的返工方法，其特征在于，步骤S2中，反应条件为：HNO3、HF和去离子水的混合溶液的体积比范围为1～3：0.5～2：1，反应温度范围为5～15℃，反应时间范围为2～20min。
3.如权利要求2所述的RIE黑硅电池返工片的返工方法，其特征在于，步骤S1中，反应条件为：HF溶液的浓度范围为0wt％～40wt％，反应温度为25℃～30℃，浸泡时间范围为1000～1800s。
4.如权利要求3所述的RIE黑硅电池返工片的返工方法，其特征在于，步骤S3中，对所述RIE黑硅片的表面进行重新制绒具体为：
对所述RIE黑硅片的表面进行反应离子刻蚀，并去除损伤层，使得所述RIE黑硅片的表面形成具有腐蚀坑绒面结构的凹坑绒面层。
5.如权利要求4所述的RIE黑硅电池返工片的返工方法，其特征在于，对所述RIE黑硅片的表面进行反应离子刻蚀的反应条件为：
利用氯气、氧气和六氟化硫混合气体在高频电源的激发下生成的等离子体气体对所述N型硅片衬底的上下表面进行反应离子刻蚀；
所述氯气的流量范围为200-1000sccm，氧气的流量为500-2000sccm，六氟化硫的流量范围为200-1000sccm，压力范围为10-15pa，高频电源的功率范围为15-30kw，刻蚀时间范围为10-500s。
6.如权利要求5所述的RIE黑硅电池返工片的返工方法，其特征在于，步骤S4具体为：
S41：在炉管中对所述RIE黑硅电池的一面进行磷扩散形成N+层，作为所述RIE黑硅电池的正面，另一面作为所述RIE黑硅电池的背面；
S42：去除边结、磷硅玻璃；
S43：在所述RIE黑硅电池的正面沉积减反射膜SiNx薄膜；
S44：分别在所述RIE黑硅电池的正面和所述RIE黑硅电池的背面制作电极，获得所述RIE黑硅电池。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107039559A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-08-11 | 北京市合众创能光电技术有限公司 | 一种rie黑硅的制作方法 |
| CN113451440A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-09-28 | 浙江艾能聚光伏科技股份有限公司 | 一种黑硅电池片的生产方法 |
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| CN102634800A (zh) * | 2012-04-21 | 2012-08-15 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池较难清洗返工片的清洗方法 |
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2016
- 2016-06-01 CN CN201610381665.0A patent/CN106057967A/zh active Pending
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